DE10117405A1 - Baureihe von Adaptern, Adapter, Verfahren zur Prozesssteuerung und Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern von Antrieben - Google Patents
Baureihe von Adaptern, Adapter, Verfahren zur Prozesssteuerung und Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern von AntriebenInfo
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Abstract
Baureihe von Adaptern zum Einbau zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung, insbesondere zum Einbau zwischen einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe, umfassend ein Gehäuse, das zur Aufnahme von Lagern mit Dichtungen für eine Adapterwelle ausgebildet ist, die Adapterwelle und zumindest einen Sensor zur Messung physikalischer Größen, wobei die Adapterwelle ein- und abtriebseitig derart gestaltet ist, dass das Gehäuse und die Adapterwelle direkt und/oder mittels einer Kupplung an die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung anschließbar, verbindbar und/oder ankoppelbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Baureihe von Adaptern, einen Adapter, ein Verfahren zur
Prozesssteuerung und ein Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern von Antrieben.
Aus den Veröffentlichungen W. Baldauf, VDI-Forschrittsbereichte, Reihe 8, Nr. 380, 1994 und J.
Michel, Dissertation TU München 1996 sind Systeme zur Messung einer physikalischen Größe wie
Drehmoment bei einer drehbaren Welle bekannt.
Zu weiteren physikalischen Größen, deren Messung interessant wäre, zählen beispielhaft die
axiale und radiale Kräfte, entsprechende Kraftverteilungen und das Drehmoment, welche auf die
drehbare Welle übertragen werden. Als radiale Kraft ist insbesondere auch die sogenannte
Querkraft von Interesse, die in dieser Schrift als die zur Achse der drehbaren Welle radial
wirkende Kraftkomponente, also die Radialkraft, verstanden wird. Unter drehbarer Welle werden in
dieser Schrift, soweit sinnvoll, immer auch in Verallgemeinerung drehende Teile verstanden.
Gemeinsam ist bei solchen Systemen, dass sie aufwendig und kostspielig sind. Diejenigen
Systeme, die einen oder mehrere Sensoren auf einer drehbaren Welle aufweisen, benötigen eine
Energieversorgung für den sich mitdrehenden Teil der Elektronik. Teilweise werden hierfür
Batterien eingesetzt, die nach einer gewissen Betriebszeit ausgetauscht werden müssen und viel
Platz benötigen. Außerdem benötigt der mitdrehbare Teil der Elektronik ebenfalls viel Platz. Hohe
elektrische und/oder magnetische Felder können zusätzlich den Einsatz erschweren. Außerdem
sind Kontakte, beispielsweise für Batterien, vorhanden, die in Ausnahmefällen zu Funkenbildung
führen können. Daher sind explosionsgeschützte Ausführungen nur aufwendig fertigbar.
Ein industrieller Antrieb weist einen Getriebemotor auf, der mindestens ein Getriebe und einen
Motor umfasst. Der Einsatz bekannter Systeme zur Messung von Drehmoment ist aufwendig, da
für jeden einzelnen Fall ein solches System angepasst werden muss und im Allgemeinen eine
schwierigere Anlagenkonstruktion notwendig wird.
Aus dem Gesamtkatalog 2000 der Firma Burster Präzisionsmesstechnik GmbH & Co KG,
http:/ / www.burster.de, ist eine Messung von Reaktionsdrehmoment bekannt.
Der Erfindung liegt daher bezüglich eines solchen Systems die Aufgabe zugrunde, ein
kostengünstiges und einfach, ohne großen Aufwand einsetzbares und vertreibbares System,
umfassend Vorrichtungen und Verfahren, zur Messung physikalischer Größen weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe
- - bei dem Baureihe von Adaptern nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst,
- - bei dem Adapter nach den in Anspruch 22 angegebenen Merkmalen gelöst,
- - bei der Verwendung eines Adapters nach den in Anspruch 24 angegebenen Merkmalen gelöst,
- - bei dem Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern einer Baureihe von Antrieben nach den in Anspruch 28 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Adapter sind, dass der Adapter zum Einbau
zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung, insbesondere zum Einbau zwischen
einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe, ein Gehäuse, das zur Aufnahme von
Lagern für eine Adapterwelle ausgebildet ist, die Adapterwelle und zumindest einen Sensor zur
Messung physikalischer Größen umfasst, wobei die Adapterwelle ein- und abtriebseitig derart
gestaltet ist, dass das Gehäuse und die Adapterwelle direkt und/oder mittels einer Kupplung an
die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung anschließbar, verbindbar und/oder ankoppelbar
ist.
Von Vorteil ist dabei, dass bei dem Adapter ein System zur Messung von Drehmoment
ausgebildet wird, das zwischen einer eintreibenden Vorrichtung, beispielhaft einem Motor, und
einer abtreibenden Vorrichtung, beispielhaft einem Getriebe, einbaubar ist. Somit sind an dem
Adapter Messungen physikalischer Größen einfach und kostengünstig ausführbar. Insbesondere
ist der Adapter derart mit Sensorik ausstattbar und ausführbar, dass er an vielen Getrieben und
Motoren eines Herstellers ohne weitere Maßnahmen, wie Zwischenflansche oder Anpassstücke
oder dergleichen, einsetzbar und für die Größe der Messwerte geeignet dimensionierbar und
ausführbar. Somit ist vorteilhaft eine Überwachung eines Antriebs ausführbar. Außerdem ist auch
eine Prozesssteuerung ausführbar, die vom Adapter stammende Messwerte verwendet.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich vorteilhaft bei Industrieanlagen beispielhaft
dann, wenn Ursachen für einen Ausfall von Komponenten gesucht werden. Dabei wird dann durch
den Einbau des Adapters zwischen Motor und Getriebe das Messen der physikalischen Größen
möglich, die unter Umständen zum Ausfall einer Komponente, wie Getriebe, Zahnrad, Welle,
Zwischenwelle, Gehäuse, Lager oder weiteren mechanischen Komponenten, geführt haben. Von
Vorteil ist auch, dass physikalische Größen statisch und dynamisch, also bei nichtdrehender oder
drehender Adapterwelle erfassbar sind. Außerdem ist der Adapter derart ausführbar, dass er in
eine bestehende Baureihe von Vorrichtungen, insbesondere von Motoren und Getrieben,
integrierbar ist. Somit kann der Anwender dann beispielhaft einen Antrieb, umfassend Getriebe
und Motor, wählen oder denselben Antrieb zusammen mit einem Adapter, der physikalische
Größen zugänglich oder messbar macht. Somit ist eine Steuerung einer Anlage oder eines
Prozesses ausführbar, die in Abhängigkeit von Messwerten der physikalischen Größen ausführbar
ist.
Vorteilhafterweise ist auch ein Einsatz ermöglicht bei unklarer Dimensionierung eines Antriebs.
Beispielhaft wird in einem solchen unsicheren Fall der Antrieb groß dimensioniert und dann durch
Einbau des Adapters der Verlauf der physikalischen Größen gemessen. Danach wird
gegebenenfalls ein geeignet dimensionierter Antrieb eingesetzt, beispielhaft der Motor, das
Getriebe oder beide ausgetauscht.
Weiterer Vorteil ist, dass die Sensorik nicht im Ölraum ist und somit keinem das Messergebnis
oder die Arbeitsweise beeinträchtigenden Öl ausgesetzt ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein Sensor derart gestaltet und in
den Adapter derart integriert oder eingebaut, dass die physikalischen Größen im drehbaren
und/oder stationären Teil des Adapters gemessen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die eintreibende Vorrichtung, die abtreibende
Vorrichtung und der Adapter derart montiert, dass am Gehäuse des Adapters das
Reaktionsdrehmoment mittels zumindest eines Sensors messbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass
die Messung in einfacher Weise ausführbar ist. Insbesondere ist der Austausch von Energie und
Information berührungslos oder mittels elektrischer Kabel ausführbar. Außerdem ist zur Messung
des Reaktionsdrehmomentes dasselbe System, also insbesondere dieselbe erste elektronische
Schaltung, verwendbar. Somit ist es sogar ermöglicht verschiedene Sensoren mit ein und
derselben ersten elektronischen Schaltung zu versorgen und Messwerte abzufragen. Daher sind
Messwerte an verschiedenen Messpunkten kostengünstig abfragbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die vom Sensor aufgenommenen Messwerte
zumindest teilweise berührungslos vom Adapter zu einer ersten elektronischen Schaltung
übertragbar. Weiterer Vorteil ist dabei, dass Vorteil ist dabei, dass die Sensorik und die weitere
elektronische Schaltung zur berührungslosen Übertragung geeignet ausgeführt sind und trotzdem
in den Bauraum des Adapters integrierbar sind, wobei der Bauraum des Adapters durch
Anforderungen, wie zu übertragendes Drehmoment, Flanschgrößen und weitere mechanische
Forderungen, gegeben sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen mindestens einer Antenne des
Adapters, die mit dem Sensor elektrisch verbunden, und einer stationären Antenne, die mit der
ersten elektrischen Schaltung elektrisch verbunden ist, Informationen und/oder Energie
mindestens jeweils unidirektional übertragbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der weiteren
elektronischen Schaltung bei entsprechend geeigneter Ausführung, eine Aufbereitung, eine
Auswertung und/oder eine Verarbeitung der Messdaten teilweise oder sogar ganz durchführbar
ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor als Transponder ausgeführt. Bei
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Adapter einen OFW-Sensor, mit welchem
Energie und Information über Messwerte berührungslos übertragen werden. Von Vorteil ist dabei,
dass der Sensor sogar bei hohen elektrischen und/oder magnetischen Feldstärken in der
Umgebung einsetzbar ist. Außerdem ist das Bauvolumen äußerst klein. Somit ist ein solcher
Sensor ohne wesentliche Umkonstruktionen oder Maßänderungen in einem Adapter einsetzbar.
Von Vorteil ist beim Einsatz eines Sensors in Form eines Transponder oder besonders in Form
eines OFW-Sensors, dass Energie und Information über Messwerte berührungslos übertragbar
sind und der Sensor kostengünstig herstellbar ist. Außerdem ist die Lösung kompakt und
platzsparend. Darüber hinaus benötigt der mitdrehende Sensor keinen wesentlichen
Energiespeicher, wie Batterie oder dergleichen, da die Energie an ihn über die drehbare Antenne
übertragen wird. Da kein Kontakt, also eine räumliche Trennung, zwischen stationärer und
drehbarer Antenne vorhanden ist, ist die Erfindung auch bei Vorhandensein großer elektrischer
Feldstärken und bei geeigneter Ausführung des Sensors auch bei Vorhandensein großer
magnetischer Feldstärken einsetzbar. Des Weiteren kommt das Verfahren mit wenigen
zusätzlichen Bauteilen oder weniger Bauteilen aus.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine mitdrehbare Antenne elektrisch mit einem
OFW-Sensor verbunden und auf einer drehbaren Adapterwelle direkt oder integriert in eine sich
mit der Welle drehenden Komponente montiert. Eine stationäre Antenne ist elektrisch mit der
ersten elektronischen Schaltung verbunden und in eine Komponente integriert, die zum Senden
und/oder Empfangen von Hochfrequenz, insbesondere 100 MHz bis 10 GHz, geeignet ausgeführt
ist. Vorteilhafterweise sind die physikalische Größen sowohl bei nichtdrehender als auch bei
drehender Welle verwendbar. Weiterer Vorteil ist auch, dass insbesondere der OFW-Sensor bei
hohen elektrischen und magnetischen Feldstärken in seiner Umgebung verwendbar ist. Außerdem
arbeitet die Energie- und Informationsübertragung berührungslos. Somit tritt kein
Kontaktverschleiß auf und die Montage ist vereinfacht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse ein- und abtriebsseitig jeweils
einen Flansch zur Verbindung mit den Vorrichtungen auf. Von Vorteil ist dabei, dass eine
mechanische Standardverbindung verwendbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste elektronische Schaltung im stationären
Teil des Adapters integriert. Von Vorteil ist dabei, dass der Adapter äußerst kompakt ist und
überall ohne großen Aufwand verwendbar ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse derart ausgeführt, dass das
Messsignal für Drehmoment einen hohen Nutzanteil aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass sogar
eine Verwendung der Messsignale bei einer Steuerung oder Regelung ausführbar ist, die
insbesondere auch kleine Änderungen des Messwertes der physikalischen Größen zur
Anforderung hat, also ein hochwertiges Messsignal benötigt.
Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren sind, dass mindestens eine physikalische
Größe, wie Drehmoment, Querkraft, Verformung oder dergleichen, an einem zwischen
eintreibender und abtreibender Vorrichtung, insbesondere zwischen Getriebe und Motor,
eingebauten Adapter gemessen wird, und der Prozess in Abhängigkeit von den Messwerten
beeinflusst und/oder gesteuert wird. Der Adapter wird dabei vorteilhafterweise als Vorrichtung zur
Messdatenerzeugung verwendet. Dies ermöglicht den Einsatz von übergeordneten Steuerungen
und/oder Regelungen, insbesondere Drehmomentenregelungen. Außerdem sind auch Diagnose-
Einsätze ausführbar, um beispielhaft Überlastungen oder dergleichen zu erkennen und daraufhin
geeignete Gegenmaßnahmen zu treffen. Außerdem ist eine Analyse der übertragenen
Drehmomente ermöglicht und eine demgemäße Abänderung der Prozesssteuerung. Zu
Prozesssteuerungen zählt hierbei auch Maschinensteuerungen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist die erste elektronische
Schaltung über einen Feldbus mit weiteren elektronischen Schaltungen und/oder Feldbus
teilnehmern, wie Zentralrechner oder dergleichen, verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die
Informationen über die Messwerte an weitere Vorrichtungen gemeldet werden und somit
Notabschaltungen oder Notreaktionen oder andere Änderungen veranlassbar sind. Insbesondere
sind die Messwerte zum Steuern und/oder Regeln des Prozesses verwendbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Notabschaltung oder Notreaktion bei
Überschreitung kritischer Werte der physikalischen Größe ausgelöst. Von Vorteil ist dabei, dass
abhängig von Werten physikalischer Größen, wie beispielsweise das auf die Welle übertragene
Drehmoment, der Prozess steuerbar oder regelbar, insbesondere abschaltbar, ist.
Wesentliche Merkmale bei der Baureihe sind, dass die Adapter zum Einbau zwischen eine
eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung, insbesondere zum Einbau zwischen einen
eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe, umfassend ein Gehäuse A, das zur Aufnahme
von Lagern L für eine Adapterwelle W ausgebildet ist, die Adapterwelle W und zumindest einen
Sensor zur Messung physikalischer Größen, wobei die Adapterwelle W ein- und abtriebseitig
derart gestaltet ist, dass das Gehäuse A und die Adapterwelle W direkt und/oder mittels einer
Kupplung K an die eintreibende Vorrichtung und die abtreibende Vorrichtung anschließbar,
verbindbar und/oder ankoppelbar ist, wobei der Adapter mit einem motorseitigen Flansch M an die
eintreibende Vorrichtung anschließbar ist und über einen getriebeseitigen Flansch G mit der
abtreibenden Vorrichtung verbindbar ist, wobei die Baureihe jeweils mindestens zwei Baugrößen
von eintreibender Vorrichtung, abtreibender Vorrichtung, Kupplung und/oder Adapter umfasst,
und wobei jeder Adapter durch Z = GAWLKM bezeichenbar ist, wobei die Größen G, A, W, L, K
und M Indizes zur Nummerierung der Teile aufweisen, und wobei Z die entsprechenden Indizes
aufweist, und wobei die Baureihe mittels einer zweifach oder mehrfach indizierten Matrix Z
beschreibbar ist, wobei ein erster Index von Z die Baugröße der eintreibenden Vorrichtung und ein
weiterer Index von Z die Baugröße der abtreibenden Vorrichtung bezeichnet, und wobei zumindest
Teile des Adapters in mindestens zwei Baugrößen verwendbar sind.
Von Vorteil ist bei der Baureihe von Vorrichtungen, dass die Baureihe in zumindest einer
Baugröße Vorrichtungen aus Standard-Komponenten umfasst, die zumindest teilweise durch
erfindungsgemäße Komponenten ersetzt sind. Somit können die Standard-Komponenten
beispielsweise eines Getriebes einfach ersetzt werden und es müssen keine wesentlich höheren
Lagerbestände aufgebaut werden. In Weiterbildung ist bei mehreren Baugrößen dieselbe
Axialbohrung, dasselbe Zwischenstück und/oder derselbe Sensor einsetzbar. Dadurch ist eine
besonders kostengünstige Fertigung und Lagerhaltung ermöglicht. Diese Wiederverwendungen
sind derart geschickt gemäß der Matrix-Struktur der Baureihe ausgeführt, dass eine optimale
Reduzierung der Teilevielfalt und/oder Bearbeitungsgänge erreichbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Baureihe mit allen ihren Teilen und/oder
Komponenten derart ausgelegt, zusammengesetzt, dimensioniert und gestaltet, dass die Baureihe
mit allen ihren Teilen und/oder Komponenten derart ausgelegt, zusammengesetzt, dimensioniert
und gestaltet ist, dass die Matrix Z der Baureihe eine N×P Matrix mit N größer 2 und P größer 2
ist, und dass aus der Matrix Z der Baureihe eine zweifach indizierte, nicht vollständig
verschwindende Matrix entsteht, wenn alle diejenigen Indizes, die nicht Motorgröße und auch nicht
Getriebegröße darstellen, auf einem jeweiligen Wert festgehalten werden, wobei die zweifach
indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix Indizes aufweist, die Motorgröße und
Getriebegröße darstellen, und Untermatrizen aufweist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Struktur der Matrix, insbesondere das Angeordnetsein von
Untermatrizen auf einer Linie oder der Hauptdiagonalen, zu einer kostengünstigen Baureihe
gehört, bei der eine möglichst geringe Komplexität und eine möglichst hohe Wiederverwendbarkeit
unter gleichzeitiger möglichst hoher Variantenvielfalt erreichbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bilden die nichtverschwindenden zweifach indiziert
darstellbaren Elemente der Matrix Gruppen, die jeweils als quadratische Matrizen von kleinerer
Dimension als N oder P darstellbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Baukastenprinzip
innerhalb der Baureihe verwendbar ist und dennoch die Kompaktheit erreichbar ist. Denn
prinzipiell sind das Baukastenprinzip nach Stand der Technik und die Kompaktheit, also die
möglichst kompakte und technisch optimale Ausführung einer Vorrichtung, gegenläufige
Prinzipien. Durch die Gruppenbildung jedoch sind bei der erfindungsgemäßen Baureihe beide
Prinzipien gegeneinander abwägbar, wobei wirtschaftliche und technische Vorteile
berücksichtigbar sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Matrizen der Gruppen nur entlang einer
Diagonalen, Linie oder Geraden der Matrix angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst
geringe Anzahl von Gruppen gebildet wird, wodurch die Komplexität der Baureihe und der
Baureihenmatrix verringerbar ist. Dies hat auch Einsparungen bei der Fertigung und bei den
Verwaltungs- und Lagerkosten zur Folge. Außerdem ist die Fehlerrate bei Produktion leichter
verringerbar und die Qualität somit vergrößerbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung überlappen die Gruppen nicht und/oder die
N × P-Matrix ist quadratisch, also N gleich P, und die Gruppen sind jeweils als quadratische Matrizen
entlang der Hauptdiagonale der N × P-Matrix angeordnet. Von Vorteil ist dabei ebenfalls, dass
die Kosten verringerbar sind.
Von Vorteil ist bei dem Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern von Antrieben, umfassend
Getriebe, Umrichter und/oder Elektromotoren, für internationale Kunden, dass der Kunde eine
Bestellung an den Hersteller abgibt mit zumindest der Auswahlmöglichkeit der Bestellung
- - eines Antriebs,
- - eines erfindungsgemäßen Adapters
- - oder eines Antriebs mit zumindest einem solchen Adapter
und dass Komponenten des bestellten Antriebs in zentralen Fertigungsstätten angefertigt werden,
worauf die Komponenten an global verteilte Montagewerke geschickt werden,
und dass in den global verteilten Montagewerken der vom Kunden bestellte Antrieb zusammen gestellt oder zusammengebaut und danach an den Kunden ausgeliefert wird. Vorteilhafterweise ist somit der Standard-Antrieb kundennah zusammenbaubar und äußerst schnell auslieferbar. Bei Bestellung eines erfindungsgemäßen Systems ist ein weiterer Vorteil, dass die erforderliche Komponente von einer zentralen Fertigungsstätte mit dem notwendigen Know-How gefertigt an den Kunden geliefert werden, wobei das Know-How nur an dieser zentralen Fertigungsstätte vorzuhalten ist.
und dass in den global verteilten Montagewerken der vom Kunden bestellte Antrieb zusammen gestellt oder zusammengebaut und danach an den Kunden ausgeliefert wird. Vorteilhafterweise ist somit der Standard-Antrieb kundennah zusammenbaubar und äußerst schnell auslieferbar. Bei Bestellung eines erfindungsgemäßen Systems ist ein weiterer Vorteil, dass die erforderliche Komponente von einer zentralen Fertigungsstätte mit dem notwendigen Know-How gefertigt an den Kunden geliefert werden, wobei das Know-How nur an dieser zentralen Fertigungsstätte vorzuhalten ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen, zwischen Motor und Getriebe eingebauten Adapter mit
stationärem Sensor.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen, zwischen Motor und Getriebe eingebauten Adapter mit
drehbarem Sensor.
Fig. 3a zeigt eine erfindungsgemäße Baureihe für Adapter einer Gruppe. Fig. 3b zeigt die
zugehörige Matrix der Baureihe.
Fig. 4a zeigt eine erfindungsgemäße Baureihe für Adapter aus zwei Gruppen. Fig. 4b zeigt die
zugehörige Matrix der Baureihe.
Fig. 5a zeigt eine weitere erfindungsgemäße Baureihe für Adapter aus zwei Gruppen. Fig. 5b
zeigt die zugehörige Matrix der Baureihe.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels. Dabei ist
der Adapter zwischen Motor 8 und Getriebe 1 eingebaut. Der Adapter weist einen abtriebseitigen
Flansch 2 des Adapters auf, der am entsprechenden Gegenflansch des Getriebes befestigt wird.
Das Gehäuse 3 des Adapters umschließt eine in der Zeichnung nicht gezeigte Adapterwelle, die
mittels einer Passfederverbindung mit dem Getriebe verbunden ist. Am anderen Ende ist die
Adapterwelle über eine Kupplung mit dem Motor 8 verbunden. Der Sensor 4 ist mit einer
elektronischen Schaltung 5 verbunden, die die Messsignale der Messfühler des Sensors 4
verarbeitet und aufbereitet. Die erste elektronische Schaltung 6 weist Mittel zur Anzeige der
Messwerte oder von Status auf und ist mittels eines Feldbusses mit weiteren Feldbusteilnehmern,
wie insbesondere einer zentralen Steuerung verbunden.
Die Messfühler sind derart ausgeführt, dass das im Gehäuse 3 vom Getriebe 1 an den Motor 8
übertragene Drehmoment messbar ist. Das Vorzeichen dieses übertragenen Drehmoments
bestimmt sich je nach Betriebsart des Motors 8, also motorischer oder generatorischer Betriebsart
und Drehrichtung.
Der motorseitige Flansch 7 des Adapters und der getriebeseitige Flansch 2 des Adapters sind
passend zum jeweiligen entsprechenden Gegenflansch ausgelegt und dimensioniert.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird als Sensor ein Oberflächenwellen-
Sensor (OFW-Sensor) oder ein einen Transponder umfassendes System eingesetzt.
Bei dem System mit Transponder sendet die erste stationäre elektronische Schaltung einen
hochfrequenten elektromagnetischen Wellenzug, der über eine stationäre Antenne abgestrahlt
wird und von einer drehbaren Antenne empfangen wird. Unter Wellenzug wird in dieser Schrift
immer auch eine Pulsfolge verstanden.
Der Transponder weist eine weitere elektronische Schaltung 5 auf, die ihre Versorgungsenergie
aus dem genannten Wellenzug bezieht. Außerdem umfasst diese weitere elektronische Schaltung
5 mindestens einen hochintegrierten Chip, wie Mikroprozessor oder dergleichen, an den kleinste
Messfühler, wie Piezoelemente oder Dehnungsmessstreifen oder dergleichen, zur Messung
physikalischer Größen angeschlossen sind. Die weitere elektronische Schaltung 5 sendet nach
dem Beginn des Eintreffens des beschriebenen Wellenzuges einen Wellenzug zurück, der derart
moduliert und/oder codiert ist, dass Informationen über die von den Messfühlern aufgenommenen
Werte der physikalischen Größen von der ersten elektronischen Schaltung empfangen und
bearbeitet werden können.
Als physikalische Größen werden insbesondere die an der drehbaren Welle auftretende Querkraft
und/oder das an die Welle übertragenen Drehmoment erfasst.
Vorteilhaft ist bei dem Einsatz der genannten Transponder, dass die Hochfrequenz fast beliebig
wählbar ist, insbesondere sind Transponder im erfindungsgemäßen System mit Frequenzen von
100 kHz oder auch bis 10 GHz einsetzbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind auch Transponder einsetzbar, bei
denen die verschiedene Frequenzen für Energie- und Informationsübertragung verwendet werden.
Somit stören sich die zugehörigen Wellen nicht und es ist sogar eine im Wesentlichen
gleichzeitige Energieübertragung zum Transponder und Informationsübertragung vom und zum
Transponder ausführbar.
Bei der Ausführung des Sensors als Oberflächenwellen-Sensor (OFW-Sensor) liegt die von der
ersten elektronischen Schaltung über die stationären Antenne ausgestrahlte Hochfrequenz im
Bereich von etwa 3 GHz. Es sind aber auch Frequenzen von 100 MHz bis 10 GHZ einsetzbar. Der
über die drehbare Antenne empfangene Wellenzug wird als elektrische Spannung an
Piezoelemente angelegt, die dann im Takt des Wellenzuges schwingen. Die Piezoelemente sind
auf einem Plättchen aufgebracht und erzeugen somit Oberflächenwellen die bis zu ebenfalls auf
dem Plättchen aufgebrachten Reflektoren laufen und dort dann reflektiert werden. Die reflektierten
Teile treffen zumindest teilweise wieder auf die Piezoelemente, die somit wieder diese akustischen
Oberflächenwellen in elektrische Spannungen umwandeln. Somit wird sozusagen ein jeweils
einem Reflektor zugeordneter Wellenzug zurückgestrahlt. Über die stationäre Antenne empfängt
die erste elektronische Schaltung 6 das Signal und verarbeitet die Informationen, die mittels der
Echos an sie übertragen werden.
Da die Laufzeit der akustischen Oberflächenwellen von physikalischen Größen, wie Temperatur
und Spannungszuständen des Plättchens oder dergleichen, abhängt, sind durch geeignete
Anordnung der Reflektoren Informationen über Stauchung und Dehnung in verschiedenen
Richtungen des Plättchens zugänglich und messbar. Das genannte Drehmoment und die
genannte Querkraft sind aus solchen Informationen von der ersten elektronischen Schaltung 6
bestimmbar.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen, zwischen Motor und Getriebe
eingebauten Adapter mit drehbarem Sensor. Die stationäre Antenne 9, die elektrisch mit der
elektronischen Schaltung 5 verbunden ist, tauscht Energie und Informationen zumindest jeweils
unidirektional mit der drehbaren Antenne 10 aus, die elektrisch mit dem Sensor 4 verbunden ist.
Der Sensor 4 ist wiederum als OFW-Sensor oder als Transponder ausführbar.
Der Sensor 4 ist wie auch bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nicht
dem Ölraum ausgesetzt. Die Adapterwelle ist derart ausgeführt, dass ein hoher Nutzanteil im
Messsignal erreicht wird. Beispielhaft für Messung des Drehmoments ist eine dünne Wand bei der
Adapterwelle, die auch durch eine Bohrung erreichbar ist.
Beispielhaft für Messung des Drehmoments ist eine Adapterwelle mit geeigneter Verdrehsteifigkeit
für eine ausreichende Verformung unter Last. Die Steifigkeit wird wahlweise durch eine Bohrung
angepasst.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden keine Biegemomente übertragen, weshalb eine
Drehmomentmessung besonders vorteilhaft ohne Störungen oder gegenseitige Beeinflussungen
durchführbar ist. Die Drehmomentmessung bezieht sich dabei immer auf die Messung des
statischen und dynamischen Drehmoments. D. h., dass bei nichtdrehender oder drehender
Adapterwelle eine Messung des Drehmoments jeweils ausführbar ist. Auch dynamische
Drehmomente im angeschlossenen Wellenstrang sind zugänglich.
Fig. 3a zeigt eine erfindungsgemäße Baureihe für Adapter einer Gruppe. Dabei umfasst die
Baureihe des gesamten beispielhaften Antriebs verschiedene Baugrößen für Motoren und
Getriebe. In der Fig. 3a sind drei solche Baugrößen gezeigt, zu denen der ein- und
abtriebsseitige, also motor- und getriebeseitige, Flansch (7 und 2) jeweils angepasst ist. Daher
sind für den motorseitigen Flansch 7 die Größen M1 bis M3 und getriebeseitig G1 bis G3 gezeigt.
Das Gehäuse A des Adapters passt zu all diesen Flanschen G1 bis G3 und nimmt Lager L zur
Führung der Adapterwelle W auf, die über die Kupplungen K1 bis K3 mit den motorseitigen
Flanschen M1 bis M3 verbunden werden. Der Vorteil bei dieser Ausführungsbeispiel der Baureihe
ist die Mehrfachverwendung des Gehäuses A des Adapters, der Lager L und der Adapterwelle W
innerhalb der in der Fig. 3 gezeigten Gruppe.
In der Fig. 3b ist eine Matrix mit doppelt indizierten Elementen Z gezeigt, deren Indizes
Motorgröße und Getriebegröße charakterisieren, die wiederum mit den erzeugten und/oder zu
übertragenden Drehmomenten zusammenhängen. Die Elemente Zkm sind eine abkürzende
Schreibweise für den aus den anderen genannten Teilen zusammengesetzten Adapter gemäß:
Zkm = GkAWLKmMm
Dabei laufen die Indizes k und m jeweils von 1 bis 3.
Eine Matrix ist hierbei ein Zahlenschema und dient der mathematischen Darstellung und
Beschreibung der Baureihe. Statt Zahlen werden hier die Variablen G, A, W, L, K, M verwendet.
Jedes Teil G, A, W, L, K, M ist vom Fachmann in verschiedenen Größen und/oder Bauarten mit
verschiedenen Funktionen ausführbar. Beispielsweise sind Gehäuse, Kupplungen, Flansche und
Adapterwellen jeder Form, also jeder Größe und Art, ausführbar. Jedes Teil ist durch eine
indizierte Variable beschreibbar, wobei der Index alle diese ausführbaren Formen eines Teiles
durchnummeriert, insbesondere auch geordnet nach Größe und/oder anderen Kriterien.
Ein erfindungsgemäßer Adapter ist nur aus zueinander passenden Teilen zusammengebaut.
Außerdem wird in der erfindungsgemäßen Baureihe nach Fig. 3b nur ein Gehäuse A des
Adapters, ein Lager L und eine Adapterwelle W verwendet, weshalb der Index bei diesen Teilen
der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist. Die in der erfindungsgemäßen Baureihe nach Fig.
3b verwendeten Teile G, K und M sind mit jeweils einem Index nummeriert, der nur die in der
Baureihe verwendeten jeweiligen Teile nummeriert.
Ein erfindungsgemäßer Adapter ist dabei immer in der Form GAWLKM beschreibbar, die der
Übersichtlichkeit halber als Z darstellbar ist, wobei Z die Indizes der einzelnen Teile übernimmt.
Die spezielle Ausführung der erfindungsgemäßen Baureihe nach Fig. 3b führt zu einem zweifach
indizierten Z, da die Kupplungen jeweils nur zu genau einem motorseitigen Flansch des Adapters
passend ausgeführt sind. Die Teile G, A, W werden vorteiligerweise mehrfach verwendet. Z ist
also wie eine zweifach indizierte Matrix darstellbar, wobei es sich bei dieser Matrix im
Wesentlichen um ein zweifach indiziertes Zahlenschema handelt. Die Matrix ist in der Fig. 2 in
der fachüblichen Weise zweidimensional dargestellt, wobei Reihen und Spalten nach Motorgröße
und Getriebegröße geordnet sind. Die Indizes sind derart nummeriert, dass mit zunehmendem
Index die Motorgröße beziehungsweise die Getriebegröße zunimmt.
Die hier verwendete Matrix stellt also keine Abbildung bei Vektorräumen, sondern im
Wesentlichen eine symbolische Anweisung dar, die dem Fachmann die Zuordnung der Teile
verständlich macht, insbesondere bei Herstellen und Montage der Baureihe.
In der Fig. 4a ist die Baureihe aus zwei solchen Gruppen gebildet. Motorgröße und
Getriebegröße weisen hierbei sechs Größen G11 bis G23 und M11 bis M23 auf. Gehäuse A des
Adapters, das Lager L und die Adapterwelle W tragen jeweils den Index 1 oder 2 zur
Kennzeichnung der jeweiligen Gruppe. Ebenso sind auch die Kupplungen mit einem solchen
zusätzliche Gruppenindex als erster Index versehen.
Fig. 4b zeigt die zugehörige Matrix mit Elementen Z, die der besseren Übersichtlichkeit mit Hilfe
des Gruppenindex g gekennzeichnet sind und eine abkürzende Schreibweise für
Zgkm = GgkAgWgLgKgmMgm
sind. Dabei laufen wiederum die Indizes k und m jeweils von 1 bis 3. Der Index g für Gruppen läuft
dabei von 1 bis 2. Der Gruppenindex dient hier der übersichtlicheren Abzählung.
Die Gruppen sind in dieser Baureihe, die durch eine 6 × 6-Matrix beschrieben wird, als zwei 3 × 3
Matrizen ausgeführt, die sich nicht überlappen. Sie sind auf der Hauptdiagonale angeordnet. Die
restlichen Elemente verschwinden, da die entsprechenden Kombinationen von Gehäuse, Lager,
Kupplungen oder dergleichen, nicht zueinander passen oder nicht miteinander verwendbar sind,
insbesondere auch wegen der unterschiedlichen Auslegung für zu übertragendes Drehmoment.
Deutlich ist hier zu sehen, dass bei konstantem Gruppenindex jeweils eine 3 × 3 Matrix vorliegt,
wobei die Nicht-Gruppenindizes die jeweiligen 3 × 3 Matrizen in der üblichen Weise nummerieren.
Diese Anordnung der 3 × 3 Matrizen auf der Hauptdiagonale drückt die erfindungsgemäße
Wiederverwendung der Teile aus.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen weist die Matrix mehr als zwei Gruppen
auf und/oder mehr als zwei Motor- und Getriebegrößen.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden innerhalb einer Gruppe die
Kupplungen derart konstruiert und ausgeführt, dass sie an mehrere motorseitige Flansche passen.
In diesem Fall ist das Element der Matrix der Gruppe jeweils durch
Zkmn = GkAWLKmMn
beschrieben. Dabei laufen die Indizes k, m und n jeweils von 1 bis 3. Zkmn stellt also eine dreifach
indizierte Matrix dar. Zkmn ist also statt zweidimensional wie in Fig. 3b dreidimensional darstellbar,
wobei die dritte Dimension der Darstellung dem dritten Index entsprechend die Größe der
Kupplung und/oder deren Ausführart ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Baureihe ist in entsprechender Weise aus solchen Gruppen
überlappend oder nicht überlappend zusammengesetzt: Diese Baureihe ist daher beschreibbar
als:
Zgkmn = GgkAgWgLgKgmMgn
Bei der erfindungsgemäßen Baureihe ist kennzeichnend, dass aus der Matrix Z der Baureihe eine
zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix entsteht, wenn alle diejenigen Indizes,
die nicht Motorgröße oder Getriebegröße darstellen, auf einem jeweiligen Wert festgehalten
werden, wobei die zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix Indizes aufweist,
die Motorgröße und Getriebegröße darstellen, und Untermatrizen aufweist. Diese Struktur
bedeutet einen entscheidenden wirtschaftlichen Vorteil, insbesondere durch Reduzierung der
Lagerkosten und Verschlankung der Fertigung und Montage.
Im obigen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Gruppenindex g verwendet, der aber
auch weggelassen werden kann, wenn die Matrixelemente mit den restlichen Indizes geeignet
durchgängig nummeriert werden. Durch die Verwendung des Gruppenindex ist eine
übersichtlichere Darstellung der Erfindung gefunden worden, wobei die Struktur der
erfindungsgemäß auf der Hauptdiagonalen angeordneten Matrizen gleich mit dem Gruppenindex
bei der Nummerierung berücksichtigt wird.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Baureihen sind nicht nur die Kupplung K sondern auch die
anderen Teile in analoger Weise zusätzlich kombinierbar und tragen daher ebenfalls jeweils einen
weiteren Index. Dann ist die Matrix Z höherdimensional darstellbar, wobei zwei Indizes die
Motorgröße und Getriebegröße durchnummerieren und die weiteren Indizes die Größen und/oder
Ausführarten der entsprechenden Teile. Beispielsweise sind auch Adapterwellen W mit
verschiedenen Optionen, wie "mit Sensorik" oder "ohne Sensorik", montierbar.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden Adapterwellen und/oder Gehäuse
zusätzlich mit einer Innenbohrung versehen, die einen größeren Nutzanteil an Messsignal zur
Folge hat, da die Wandstärke einen großen Einfluss auf die Messgröße und ihren Nutzanteil hat.
Der Durchmesser der Innenbohrung wird dabei jeweils derart ausgelegt, dass die Steifigkeit
reduziert, die Verformung vergrößert, aber keine Gefährdung der Komponenten erreicht wird.
Insbesondere werden mit jeweils unterschiedlichen Bohrungen unterschiedliche Messbereiche für
Drehmoment oder weitere physikalische Größen erreicht.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden weitere, dem Fachmann bekannte
Maßnahmen getroffen, die die Steifigkeit der Adapterwelle oder des Gehäuses ebenfalls
beeinflussen. Zu solchen Maßnahmen zählen auch das Anbringen oder Weglassen dazu
bestimmter Komponenten.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Matrix der Baureihe nicht
quadratisch, sonder eine N × P-Matrix. Das Zusammensetzen des nichtverschwindenden Teils
der Matrix wiederum aus überlappenden oder nicht überlappenden Gruppen kennzeichnet die
Erfindung. Die N × P-Matrix ist dabei derart darstellbar, dass die Gruppen entweder entlang einer
Diagonalen oder entlang einer Geraden angeordnet sind. Dabei ist die Gerade eine gedachte
Gerade in einer Ebene, in welcher die Elemente der N × P-Matrix als jeweils gleiche, einander
berührende Quadrate dargestellt sind, wobei die Anordnungsart der Fig. 3b und 4b entspricht.
Das Anordnen entlang der Geraden ist dann derart zu verstehen, dass die Matrix der jeweiligen
Gruppe von der Geraden geschnitten wird.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen schneidet die Gerade die Matrix der
jeweiligen Gruppe in einem Element an der Ecke, insbesondere rechts oben oder links unten, also
größter oder kleinster Motor- und Getriebegröße.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf erfindungsgemäße Vorrichtungen mit Lagern sondern
auch auf entsprechende Vorrichtungen mit Lagern und Dichtungen. In diesen Fällen bezieht sich
das Bezugszeichen L gegebenenfalls auch auf die jeweilige Dichtung.
In der Fig. 5a ist eine weitere erfindungsgemäße Baureihe für Adapter aus zwei Gruppen
dargestellt, wobei die Kupplung K11 nicht nur zum motorseitigen Flansch des Adapters M11 passt,
sondern auch zum motorseitigen Flansch des Adapters M12. Beispielhaft ist derselbe Motor mit
verschiedenartigen motorseitigen Flanschen M11 oder M12 verwendbar mit der Kupplung K11. Die
Kupplung K12 ist ebenfalls mit dem motorseitigen Flansch M12 verwendbar, wobei der Motor
ausgetauscht werden kann gegen einen anderen, beispielsweise mit größerem Ritzelzapfen.
Fig. 5b zeigt die zugehörige Matrix der Baureihe. Die Matrixelemente haben hier gegenüber der
Fig. 4b einen zusätzlichen Index, um die Kupplungsvarianten und Varianten des motorseitigen
Flansches zu nummerieren. Dabei ist eine vollständige, zweifach indizierte Darstellung der Matrix
der Baureihe nicht in bekannter Weise möglich. Das Element Z1122 entspricht noch dem Element
Z112 der Fig. 4b. Das Element Z1112 entspricht der beschriebenen Kombination K11 mit M12.
Erst nach Festhalten derjenigen Indizes, die nicht Motorgröße oder Getriebegröße darstellen, auf
einem jeweiligen Wert ist eine zweidimensional darstellbare Matrix nach Fig. 5b erhältlich, die
Getriebe- und Motorgröße als Indizes hat und die quadratische Untermatrizen entsprechend der
Gruppenbildung zeigt, wobei die Untermatrizen entlang der Hauptdiagonalen angeordnet sind.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden Messwerte an verschiedenen
Messpunkten abgefragt unter Verwendung nur einer einzigen ersten elektronischen Schaltung.
Insbesondere ist somit innerhalb der Baureihe ein Adapter verwendbar, der einen oder mehrere
Sensoren am Gehäuse des Adapters aufweist. Oder es ist ein Adapter verwendbar, der einen
oder mehrere Sensoren an der Adapterwelle aufweist. Oder es ist ein Adapter verwendbar, der
einen oder mehrere Sensoren an der Adapterwelle und am Gehäuse des Adapters aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die eintreibende Vorrichtung, die abtreibende
Vorrichtung und der Adapter derart montiert, dass am Gehäuse des Adapters das
Reaktionsdrehmoment mittels zumindest eines Sensors messbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass
die Messung in einfacher Weise ausführbar ist. Insbesondere ist der Austausch von Energie und
Information berührungslos oder mittels elektrischer Kabel ausführbar. Außerdem ist zur Messung
des Reaktionsdrehmomentes dasselbe System, also insbesondere dieselbe erste elektronische
Schaltung, verwendbar. Somit ist es sogar ermöglicht verschiedene Sensoren mit ein und
derselben ersten elektronischen Schaltung zu versorgen und Messwerte abzufragen. Somit sind
Messwerte an verschiedenen Messpunkten kostengünstig abfragbar.
1
Getriebe
2
Abtriebseitiger Flansch des Adapters
3
Gehäuse
4
Sensor
5
Elektronische Schaltung
6
Erste elektronische Schaltung
7
Motorseitiger Flansch des Adapters
8
Motor
9
Stationäre Antenne
10
Drehbare Antenne
G Getriebeseitiger Flansch des Adapters
A Gehäuse des Adapters
L Lager
W Adapterwelle
K Kupplung
M Motorseitiger Flansch des Adapters
G Getriebeseitiger Flansch des Adapters
A Gehäuse des Adapters
L Lager
W Adapterwelle
K Kupplung
M Motorseitiger Flansch des Adapters
Claims (30)
1. Baureihe von Adaptern,
wobei die Adapter zum Einbau zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung, insbesondere zum Einbau zwischen einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe,
umfassend ein Gehäuse A, das zur Aufnahme von Lagern L für eine Adapterwelle W ausgebildet ist, die Adapterwelle W und zumindest einen Sensor zur Messung physikalischer Größen,
wobei die Adapterwelle W ein- und abtriebseitig derart gestaltet ist, dass das Gehäuse A und die Adapterwelle W direkt und/oder mittels einer Kupplung K an die eintreibende Vorrichtung und die abtreibende Vorrichtung anschließbar, verbindbar und/oder ankoppelbar ist,
wobei der Adapter mit einem motorseitigen Flansch M an die eintreibende Vorrichtung anschließbar ist und über einen getriebeseitigen Flansch G mit der abtreibenden Vorrichtung verbindbar ist,
wobei die Baureihe jeweils mindestens zwei Baugrößen von eintreibender Vorrichtung, abtreibender Vorrichtung, Kupplung und/oder Adapter umfasst,
und wobei jeder Adapter durch Z = GAWLKM bezeichenbar ist, wobei die Größen G, A, W, L, K und M Indizes zur Nummerierung der Teile aufweisen, und wobei Z die entsprechenden Indizes aufweist,
und wobei die Baureihe mittels einer zweifach oder mehrfach indizierten Matrix Z beschreibbar ist,
wobei ein Index von Z die Baugröße der eintreibenden Vorrichtung und ein weiterer Index von Z die Baugröße der abtreibenden Vorrichtung bezeichnet,
und wobei zumindest Teile des Adapters in mindestens zwei Baugrößen verwendbar sind.
wobei die Adapter zum Einbau zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung, insbesondere zum Einbau zwischen einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe,
umfassend ein Gehäuse A, das zur Aufnahme von Lagern L für eine Adapterwelle W ausgebildet ist, die Adapterwelle W und zumindest einen Sensor zur Messung physikalischer Größen,
wobei die Adapterwelle W ein- und abtriebseitig derart gestaltet ist, dass das Gehäuse A und die Adapterwelle W direkt und/oder mittels einer Kupplung K an die eintreibende Vorrichtung und die abtreibende Vorrichtung anschließbar, verbindbar und/oder ankoppelbar ist,
wobei der Adapter mit einem motorseitigen Flansch M an die eintreibende Vorrichtung anschließbar ist und über einen getriebeseitigen Flansch G mit der abtreibenden Vorrichtung verbindbar ist,
wobei die Baureihe jeweils mindestens zwei Baugrößen von eintreibender Vorrichtung, abtreibender Vorrichtung, Kupplung und/oder Adapter umfasst,
und wobei jeder Adapter durch Z = GAWLKM bezeichenbar ist, wobei die Größen G, A, W, L, K und M Indizes zur Nummerierung der Teile aufweisen, und wobei Z die entsprechenden Indizes aufweist,
und wobei die Baureihe mittels einer zweifach oder mehrfach indizierten Matrix Z beschreibbar ist,
wobei ein Index von Z die Baugröße der eintreibenden Vorrichtung und ein weiterer Index von Z die Baugröße der abtreibenden Vorrichtung bezeichnet,
und wobei zumindest Teile des Adapters in mindestens zwei Baugrößen verwendbar sind.
2. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Baureihe mit allen ihren Teilen und/oder Komponenten derart ausgelegt, zusammengesetzt, dimensioniert und gestaltet ist, dass
die Matrix Z der Baureihe eine N×P Matrix mit N größer 2 und P größer 2 ist,
und dass aus der Matrix Z der Baureihe eine zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix entsteht, wenn alle diejenigen Indizes, die nicht Motorgröße oder Getriebegröße darstellen,
auf einem jeweiligen Wert festgehalten werden,
wobei die zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix Indizes aufweist, die Motorgröße und Getriebegröße darstellen, und Untermatrizen aufweist.
die Baureihe mit allen ihren Teilen und/oder Komponenten derart ausgelegt, zusammengesetzt, dimensioniert und gestaltet ist, dass
die Matrix Z der Baureihe eine N×P Matrix mit N größer 2 und P größer 2 ist,
und dass aus der Matrix Z der Baureihe eine zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix entsteht, wenn alle diejenigen Indizes, die nicht Motorgröße oder Getriebegröße darstellen,
auf einem jeweiligen Wert festgehalten werden,
wobei die zweifach indizierte, nicht vollständig verschwindende Matrix Indizes aufweist, die Motorgröße und Getriebegröße darstellen, und Untermatrizen aufweist.
3. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Untermatrizen Gruppen darstellen, innerhalb derer ein oder mehrere Teile wiederverwendbar
sind.
4. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Untermatrizen der Matrix jeweils als quadratische Matrizen von kleinerer Dimension als N oder
P darstellbar sind.
5. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Untermatrizen der Gruppen nur entlang einer Linie, einer Geraden und/oder Diagonale, der
Matrix angeordnet sind.
6. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Untermatrizen nicht überlappen.
7. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Matrix Z quadratisch ist, also N gleich P ist,
und dass die Untermatrizen jeweils als quadratische Matrizen entlang der Hauptdiagonale der Matrix Z angeordnet sind.
die Matrix Z quadratisch ist, also N gleich P ist,
und dass die Untermatrizen jeweils als quadratische Matrizen entlang der Hauptdiagonale der Matrix Z angeordnet sind.
8. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Baugröße der eintreibenden Vorrichtung die Motorgröße und die Baugröße der abtreibenden
Vorrichtung die Getriebegröße ist.
9. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Gehäuse eines Adapters und/oder
zumindest ein Lager und/oder
zumindest eine Adapterwelle und/oder
zumindest eine Kupplung und/oder
zumindest ein eintriebseitiger Flansch und/oder
zumindest ein abtriebseitiger Flansch
jeweils bei mindestens zwei Baugrößen von eintreibender Vorrichtung, abtreibender Vorrichtung verwendbar ist.
zumindest ein Gehäuse eines Adapters und/oder
zumindest ein Lager und/oder
zumindest eine Adapterwelle und/oder
zumindest eine Kupplung und/oder
zumindest ein eintriebseitiger Flansch und/oder
zumindest ein abtriebseitiger Flansch
jeweils bei mindestens zwei Baugrößen von eintreibender Vorrichtung, abtreibender Vorrichtung verwendbar ist.
10. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Adapterwelle ein- und/oder abtriebseitig derart gestaltet ist, dass die Adapterwelle direkt und/oder mittels der Kupplung an die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung mit einer Welle-Nabe-Verbindung, reib- oder formschlüssigen Verbindung, Passfederverbindung, einer Zahnkupplung und/oder Klauenkupplung anschließbar oder ankoppelbar ist.
die Adapterwelle ein- und/oder abtriebseitig derart gestaltet ist, dass die Adapterwelle direkt und/oder mittels der Kupplung an die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung mit einer Welle-Nabe-Verbindung, reib- oder formschlüssigen Verbindung, Passfederverbindung, einer Zahnkupplung und/oder Klauenkupplung anschließbar oder ankoppelbar ist.
11. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die physikalischen Größen Temperatur, Drehmoment, Querkraft, Kraftverteilung, Verformung,
radiale und/oder axiale Kraft umfassen.
12. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Sensor derart gestaltet und in den Adapter derart integriert oder eingebaut ist,
dass die physikalischen Größen im drehbaren und/oder stationären Teil des Adapters gemessen
werden.
13. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die eintreibende Vorrichtung, die abtreibende Vorrichtung und der Adapter derart montiert sind,
dass am Gehäuse des Adapters das Reaktionsdrehmoment mittels zumindest eines Sensors
messbar ist.
14. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vom Sensor aufgenommenen Messwerte zumindest teilweise berührungslos vom Adapter zu
einer ersten elektronischen Schaltung übertragbar sind.
15. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor eine weitere elektronische Schaltung umfasst, die von der ersten elektronischen
Schaltung mit Energie versorgt wird.
16. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen mindestens einer Antenne des Adapters, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist,
und einer stationären Antenne, die mit der ersten elektrischen Schaltung elektrisch verbunden ist, Informationen und/oder Energie mindestens jeweils unidirektional übertragbar sind.
zwischen mindestens einer Antenne des Adapters, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist,
und einer stationären Antenne, die mit der ersten elektrischen Schaltung elektrisch verbunden ist, Informationen und/oder Energie mindestens jeweils unidirektional übertragbar sind.
17. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Adapter einen OFW-Sensor umfasst.
18. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse ein- und abtriebsseitig jeweils einen Flansch zur Verbindung mit den Vorrichtungen
aufweist.
19. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die physikalische Größen das statische und/oder dynamische Drehmoment umfassen.
20. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste elektronische Schaltung im stationären Teil des Adapters integriert ist.
21. Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse derart ausgeführt ist, dass das Messsignal für Drehmoment einen hohen Nutzanteil
aufweist.
22. Adapter für eine Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Adapter zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung einbaubar ist, insbesondere zwischen einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe einbaubar,
wobei der Adapter ein Gehäuse, das zur Aufnahme von Lagern für eine Adapterwelle ausgebildet ist, die Adapterwelle und zumindest einen Sensor zur Messung physikalischer Größen umfasst,
die Adapterwelle ein- und/oder abtriebseitig derart gestaltet ist, dass die Adapterwelle direkt und/oder mittels der Kupplung an die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung mit einer Welle-Nabe-Verbindung, reib- oder formschlüssigen Verbindung, Passfederverbindung, einer Zahnkupplung und/oder Klauenkupplung anschließbar oder ankoppelbar ist,
wobei die physikalischen Größen Temperatur, Drehmoment, Querkraft, Kraftverteilung, Verformung, radiale und/oder axiale Kraft umfassen,
wobei die vom Sensor aufgenommenen Messwerte zumindest teilweise berührungslos vom Adapter zu einer ersten elektronischen Schaltung übertragbar sind,
wobei zwischen mindestens einer Antenne des Adapters, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist, und einer stationären Antenne, die mit der ersten elektrischen Schaltung elektrisch verbunden ist, Informationen und/oder Energie mindestens jeweils unidirektional übertragbar sind.
der Adapter zwischen eine eintreibende und eine abtreibende Vorrichtung einbaubar ist, insbesondere zwischen einen eintreibenden Motor und ein abtreibendes Getriebe einbaubar,
wobei der Adapter ein Gehäuse, das zur Aufnahme von Lagern für eine Adapterwelle ausgebildet ist, die Adapterwelle und zumindest einen Sensor zur Messung physikalischer Größen umfasst,
die Adapterwelle ein- und/oder abtriebseitig derart gestaltet ist, dass die Adapterwelle direkt und/oder mittels der Kupplung an die eintreibende und die abtreibende Vorrichtung mit einer Welle-Nabe-Verbindung, reib- oder formschlüssigen Verbindung, Passfederverbindung, einer Zahnkupplung und/oder Klauenkupplung anschließbar oder ankoppelbar ist,
wobei die physikalischen Größen Temperatur, Drehmoment, Querkraft, Kraftverteilung, Verformung, radiale und/oder axiale Kraft umfassen,
wobei die vom Sensor aufgenommenen Messwerte zumindest teilweise berührungslos vom Adapter zu einer ersten elektronischen Schaltung übertragbar sind,
wobei zwischen mindestens einer Antenne des Adapters, die mit dem Sensor elektrisch verbunden ist, und einer stationären Antenne, die mit der ersten elektrischen Schaltung elektrisch verbunden ist, Informationen und/oder Energie mindestens jeweils unidirektional übertragbar sind.
23. Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die eintreibende Vorrichtung, die abtreibende Vorrichtung und der Adapter derart montiert sind,
dass am Gehäuse des Adapters das Reaktionsdrehmoment mittels zumindest eines Sensors
messbar ist.
24. Verwendung eines Adapters aus einer Baureihe nach mindestens einem der
vorangegangenen Ansprüche bei einem Verfahren zur Prozesssteuerung,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine physikalische Größe, wie Drehmoment, Querkraft, Verformung oder dergleichen, an einem zwischen eintreibender und abtreibender Vorrichtung, insbesondere zwischen Getriebe und Motor, eingebauten Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche gemessen wird,
und der Prozess in Abhängigkeit von den Messwerten beeinflusst und/oder gesteuert wird.
mindestens eine physikalische Größe, wie Drehmoment, Querkraft, Verformung oder dergleichen, an einem zwischen eintreibender und abtreibender Vorrichtung, insbesondere zwischen Getriebe und Motor, eingebauten Adapter nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche gemessen wird,
und der Prozess in Abhängigkeit von den Messwerten beeinflusst und/oder gesteuert wird.
25. Verwendung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste elektronische Schaltung über ein Netzwerk mit weiteren Teilnehmern oder einen Feldbus
mit weiteren elektronischen Schaltungen und/oder Feldbusteilnehmern, wie Zentralrechner oder
dergleichen, verbunden ist.
26. Verwendung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Notabschaltung oder Notreaktion bei Überschreitung kritischer Werte der physikalischen
Größe ausgelöst wird.
27. Verwendung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die drehbare Antenne elektrisch mit einem OFW-Sensor verbunden ist und auf einer drehbaren Welle direkt oder integriert in eine sich mit der Welle drehenden Komponente montiert ist und
die stationäre Antenne elektrisch mit einer ersten elektronischen Schaltung verbunden und in eine Komponente integriert ist, die zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenz, insbesondere 100 MHz bis 10 GHz, geeignet ausgeführt ist.
die drehbare Antenne elektrisch mit einem OFW-Sensor verbunden ist und auf einer drehbaren Welle direkt oder integriert in eine sich mit der Welle drehenden Komponente montiert ist und
die stationäre Antenne elektrisch mit einer ersten elektronischen Schaltung verbunden und in eine Komponente integriert ist, die zum Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenz, insbesondere 100 MHz bis 10 GHz, geeignet ausgeführt ist.
28. Verfahren zum Fertigen, Vertreiben und Liefern einer Baureihe von Antrieben, umfassend
Getriebe, Umrichter, Elektromotoren und/oder Baureihe nach mindestens einem der
vorangegangenen Ansprüche, für internationale Kunden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunde eine Bestellung an den Hersteller abgibt mit zumindest der Auswahlmöglichkeit der
Bestellung
eines Antriebs,
eines Adapters aus einer Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
eines Antriebs mit zumindest einem solchen Adapter,
und dass Komponenten des bestellten Antriebs in zentralen Fertigungsstätten angefertigt werden, worauf die Komponenten an global verteilte Montagewerke geschickt werden,
und dass in den global verteilten Montagewerken der vom Kunden bestellte Antrieb zusammen gestellt oder zusammengebaut und danach an den Kunden ausgeliefert wird.
eines Antriebs,
eines Adapters aus einer Baureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
eines Antriebs mit zumindest einem solchen Adapter,
und dass Komponenten des bestellten Antriebs in zentralen Fertigungsstätten angefertigt werden, worauf die Komponenten an global verteilte Montagewerke geschickt werden,
und dass in den global verteilten Montagewerken der vom Kunden bestellte Antrieb zusammen gestellt oder zusammengebaut und danach an den Kunden ausgeliefert wird.
29. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Beschleunigung der Erledigung des Kundenauftrages ein oder mehrere Adapter nach
mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 direkt von einer zentralen Fertigungsstätte an das
Montagewerk geliefert wird.
30. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bestellung und/oder der zum Abarbeiten der Bestellung notwendige Informationsfluss
zumindest teilweise via Internet ausgeführt wird.
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