DE102020128353A1

DE102020128353A1 - Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020128353A1
Application number: DE102020128353.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Karlsson
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2021-12-02
Also published as: CN113790887A; US20210372873A1

Abstract

Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) zum Überwachen der Riemenspannung eines Riemens (2) eines Riemenantriebsystems (1), welches eine Antriebsriemenscheibe (3) und eine angetriebene Riemenscheibe (4) aufweist, die durch die Antriebsriemenscheibe (3) dank des Riemens (2) rotiert wird.Die Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) ist dazu ausgebildet, den Riemenschlupfeffekt mit zumindest zwei Markierungen (11, 14), die jeweils an einer der Riemenscheiben (3, 4) angeordnet sind, und Sensoren (12, 15) zu bestimmen, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Markierung (11, 14) zu detektieren und ein Signal an eine elektronische Steuereinheit (13) zu senden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Zustandsüberwachungsvorrichtungen und insbesondere auf die Zustandsüberwachung einer Riemenspannung.
Zustandsüberwachungsvorrichtungen ermöglichen die Überwachung des Zustands eines Systems ohne die Notwendigkeit einer manuellen Inspektion. Diese Vorrichtungen können insbesondere vorteilhaft an entfernten Positionen oder Positionen sein, die schwierig und/oder gefährlich zu erreichen sind.
Eine unzureichende Riemenspannung resultiert in einer mangelhaften Energieübertragung, reduzierten Effizienz und vorzeitigem Riemenschaden aufgrund von Riemenschlupf.
Eine übermäßige Riemenspannung führt zu einem hohen spezifischen Oberflächendruck, einem Risiko von Kreuzwalken, einer erhöhten Walkbelastung und einer erhöhten Spannung auf den Spannelementen mit folgenden vorzeitigen Frakturen und Dehnung.
Die korrekte Riemenspannung ist gerade genug Spannung, um den Riemen unter normalen Belastungsbedingungen vor Schlupfen zu bewahren.
Der Riemenschlupf ist allgemein in einer eingebauten Schlupftabelle gemäß der Geschwindigkeit der angetriebenen Riemenscheibe definiert.
Der Riemenschlupf tritt an der Antriebsriemenscheibe auf, sodass die Geschwindigkeit aller angetriebenen Riemenscheiben durch denselben Schlupf beeinflusst wird.
Eine übliche Riemenschlupfgröße ist zwischen 1% und 2% enthalten, was in einem Riemenschlupfeffekt resultiert, der zwischen 0,01 und 0,02 enthalten ist.
Es gibt einen Bedarf, abzuschätzen, ob ein Riemen eines Riemenantriebssystem korrekt gespannt ist, während er läuft.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, eine verbesserte Riemenzustandsüberwachungsvorrichtung bereitzustellen.
Es ist eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung zum Überwachen der Riemenspannung eines Riemens eines Riemenantriebssystems bereitzustellen, das eine Antriebsriemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe aufweist, die durch die Antriebsriemenscheibe dank des Riemens rotiert wird.
Die Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, den Riemenschlupfeffekt mit zumindest zwei Markierungen, die jeweils an einer der Riemenscheiben angeordnet sind, und Sensoren zu bestimmen, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Markierung zu detektieren und ein Signal an eine elektronische Steuereinheit zu senden.
Beispielsweise ist die erste Markierung eine reflektierende Markierung oder Band und der erste Sensor ist ein optischer Sensor, wie beispielsweise ein Infrarotsensor.
Beispielsweise ist die erste Markierung ein magnetisches Element und der erste Sensor ist ein Halleffektsensor, der dazu ausgebildet ist, die Größe eines Magnetfelds zu messen, das durch das magnetische Element erzeugt wird, wenn es durch den Sensor durchläuft.
Beispielsweise ist die zweite Markierung eine reflektierende Markierung oder Band und der zweite Sensor ist ein optischer Sensor, wie beispielsweise ein Infrarotsensor.
Beispielsweise ist die zweite Markierung ein magnetisches Element und der zweite Sensor ist ein Halleffektsensor, der dazu ausgebildet ist, die Größe eines Magnetfelds zu messen, das durch das magnetische Element erzeugt wird, wenn es durch den Sensor durchläuft.
Die elektronische Steuereinheit kann ein Schätzmodul aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den Schlupfeffekt des Riemens gemäß den Umdrehungen der angetriebenen Riemenscheibe verglichen mit der Antriebsriemenscheibe zu bestimmen.
Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Riemenantriebssystem, das einen Riemen, eine Antriebsriemenscheibe, eine angetriebene Riemenscheibe, die durch die Antriebsriemenscheibe dank des Riemens rotiert wird, und eine Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung auf, wie oben erläutert ist.
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser durch ein Studium der detaillierten Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform verstanden werden, die als nicht beschränkende Beispiele angegeben und durch die angehängte 1 dargestellt ist, die eine schematische Ansicht eines Riemenantriebssystems ist, das eine Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist.
Es wird Bezug auf 1 genommen, die eine Ausführungsform einer Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung 10 zum Überwachen der Riemenspannung eines Riemens 2 eines Riemenantriebssystems 1 darstellt, das eine Antriebsriemenscheibe 3 und eine angetriebene Riemenscheibe 4 aufweist, die durch die Antriebsriemenscheibe 3 dank des Riemens 2 rotiert wird. Beispielsweise ist der Riemen 2 ein V-förmiger Riemen.
Die Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung 10 weist eine erste Markierung 11, die an der Antriebsriemenscheibe 3 vorgesehen ist, und einen ersten Sensor 12 auf, der dazu ausgebildet ist, die erste Markierung 11 zu detektieren und das Signal der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe 3 an eine elektronische Steuereinheit 13 der Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung 10 zu senden.
Die Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung 10 weist des Weiteren eine zweite Markierung 14, die an der angetriebenen Riemenscheibe 4 vorgesehen ist, und einen zweiten Sensor 15 auf, der dazu ausgebildet ist, die zweite Markierung 14 zu detektieren und das Signal der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Riemenscheibe 4 an die elektronische Steuereinheit 13 zusenden.
Die erste Markierung 11 kann eine reflektierende Markierung oder Band sein und der erste Sensor 12 kann ein optischer Sensor, wie beispielsweise ein Infrarotsensor, sein.
Alternativ kann die erste Markierung 11 ein Magnet sein und der erste Sensor 12 kann ein Halleffektsensor zum Messen der Größe eines Magnetfelds sein, das durch den Magneten erzeugt wird, wenn er durch den Sensor 12 durchläuft.
Die zweite Markierung 14 kann eine reflektierende Markierung oder Band sein und der zweite Sensor 15 kann ein optischer Sensor, wie beispielsweise ein Infrarotsensor, sein.
Alternativ kann die zweite Markierung 14 ein Magnet sein und der zweite Sensor 15 kann ein Halleffektsensor zum Messen der Größe eines Magnetfelds sein, das durch den Magneten erzeugt wird, wenn er durch den Sensor 15 durchläuft.
Die elektronische Steuereinheit 13 der Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung 10 weist eine Schätzmodul 13a auf, das dazu ausgebildet ist, den Schlupfeffekt des Riemens 2 gemäß den Umdrehungen der angetriebenen Riemenscheibe 4 verglichen mit der Antriebsriemenscheibe 3 zu bestimmen.
Dank der Erfindung kann der Schlupfeffekt des Riemens effizient geschätzt werden und somit kann die Riemenspannung charakterisiert werden.
Der Benutzer kann somit wissen, ob die Spannung des Riemens korrekt ist, und seine Spannung anpassen oder den Riemen austauschen, wenn es nötig ist.
Es ist für die vorliegende Erfindung zu verstehen, dass Riemen ein einzelner Strangriemen oder ein Multiriemen bedeutet, und dass der Riemen beispielsweise, aber nicht notwendigerweise, der Nut-Art oder der V-Art ist.

Claims

Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) zum Überwachen der Riemenspannung eines Riemens (2) eines Riemenantriebsystems (1), welches eine Antriebsriemenscheibe (3) und eine angetriebene Riemenscheibe (4) aufweist, die durch die Antriebsriemenscheibe (3) dank des Riemens (2) rotiert wird, wobei die Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, den Riemenschlupfeffekt mit zumindest zwei Markierungen (11, 14), die jeweils an einer der Riemenscheiben (3, 4) angeordnet sind, und Sensoren (12, 15) zu bestimmen, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Markierung (11, 14) zu detektieren und ein Signal an eine elektronische Steuereinheit (13) zu senden.
Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Markierung (11) eine reflektierende Markierung oder Band ist und der erste Sensor (12) ein optischer Sensor ist.
Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Markierung (11) ein magnetisches Element ist und der erste Sensor (12) ein Halleffektsensor ist, der dazu ausgebildet ist, die Größe eines Magnetfelds zu messen, das durch das magnetische Element erzeugt wird, wenn es durch den Sensor (12) durchläuft.
Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Markierung (14) eine reflektierende Markierung oder Band ist und der zweite Sensor (15) ein optischer Sensor ist.
Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Markierung (14) ein magnetisches Element ist, und der zweite Sensor (15) ein Halleffektsensor ist, der dazu ausgebildet ist, die Größe eines Magnetfelds zu messen, das durch das magnetische Element erzeugt wird, wenn es durch den Sensor (15) durchläuft.
Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronische Steuereinheit (13) ein Schätzmodul (13a) aufweist, das dazu ausgebildet ist, den Schlupfeffekt des Riemens (2) gemäß den Umdrehungen der angetriebenen Riemenscheibe (4) verglichen mit der Antriebsriemenscheibe (3) zu bestimmen.
Riemenantriebssystem (1), welches einen Riemen (2), eine Antriebsriemenscheibe (3), eine angetriebene Riemenscheibe (4), die durch die Antriebsriemenscheibe (3) dank des Riemens (2) rotiert wird, und eine Riemenspannungsüberwachungsvorrichtung (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.