DE102008054165B3

DE102008054165B3 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102008054165B3
Application number: DE200810054165
Authority: DE
Inventors: Christian Huber
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-11-01

Abstract

Der Drehschwingungsdämpfer mit einem drehbaren Gehäuse (2), das in einer Aufnahmekammer (3) eine federelastisch mit dem Gehäuse (2) verbundene Schwungmasse (4) aufweist, hat einen an einer singulären Stelle am oder im Gehäuse (2) angebrachten Temperatursensor (10), der einen Transponder (12) und eine Koppelspule (17) aufweist. Ein gegenüber dem drehbaren Gehäuse (2) ortsfestes Lesegerät (13) versorgt den Transponder (12) über elektromagnetische Wellen mit elektrischer Energie und empfängt Temperaturmesswerte von dem Temperatursensor (10). Der Temperatursensor enthält einen RFID-Chip (12), der vorzugsweise nach dem Prinzip der akustischen Oberflächenwellen arbeitet. Das Lesegerät (13) kann zusätzlich auch beim Vorbeilauf des Temperatursensors (10) am Lesegerät (13) eine Drehzahlinformation des drehbaren Gehäuses (2) liefern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solcher Drehschwingungsdämpfer ist aus der DE 10 2006 050 520 A1 bekannt.
Drehschwingungsdämpfer werden zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Welle verwendet, wie z. B. der Kurbelwelle oder Nockenwelle einer Kolbenkraftmaschine. Ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers hat ein mit der Welle verbundenes Gehäuse, das eine geschlossene ringförmige Aufnahmekammer aufweist, in der ein Schwungring und eine hochviskose Flüssigkeit angeordnet sind, wobei der Schwungring über elastische Elemente mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Zur Überwachung des Schwingungsverhaltens ist es erforderlich, bestimmte Parameter der einzelnen Elemente des Drehschwingungsdämpfers zu messen.
Die DE 10 2006 015 867 A1 schlägt daher vor, an einem Anschlußteil, welches mit einer Kurbelwelle fest gekoppelt ist und an einer mit dem Anschlußteil feder elastisch gekoppelten seismischen Drehmasse jeweils einen Drehzahlgeber anzuordnen, um die Drehgeschwindigkeit und die relative Phasenlage zwischen Anschlußteil und seismischer Drehmasse zu erfassen. Das Anschlußteil und die seismische Drehmasse haben dabei an ihrem Außenumfang Zähne, denen jeweils ein ortsfester induktiver Geber gegenüberliegt, der beim Vorbeilaufen eines Zahnes einen elektrischen Impuls in einer Induktionsspule des Gebers induziert.
Bei Drehschwingungsdämpfern können, insbesondere wenn als Dämpfungsmedium eine Flüssigkeit verwendet wird, kritische Temperaturen auftreten, so daß es wünschenswert ist, auch die Temperatur des Drehschwingungsdämpfers zu überwachen. Hierzu ist es nach internem Stand der Technik der Anmelderin bekannt, im rotierenden Gehäuse des Drehschwingungsdämpfers einen Temperatursensor anzubringen, dessen elektrische Signale durch Schleifringe am Gehäuse abgegriffen werden. Die Verwendung von Schleifringen ist problematisch, da die Lebensdauer der Schleifringe begrenzt ist und durch Verschmutzung, Verschleiß, ungleichmäßige Andruckkräfte von Schleiferfedern etc. die Signalübertragung störanfällig ist und ein hohes Signalrauschen auftritt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Drehschwingungsdämpfer dahingehend zu verbessern, daß seine Temperatur frei von Störeinflüssen verschleißarm erfaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Grundidee der Erfindung liegt darin, die Signalübertragung des am oder im sich drehenden Gehäuse angeordneten Temperatursensors drahtlos durchzuführen. Hierzu wird vorzugsweise das in anderem Zusammenhang bekannte RFID-Verfahren eingesetzt. Das RFID (Radiofrequenz-Identifikation) arbeitet mit einem sogenannten Transponder, der aufgrund externer elektromagnetischer Anregung durch ein Lesegerät das elektromagnetische Anregungsfeld des Lesegerätes verändert und somit codierte Signale überträgt. Auf dem Markt sind inzwischen sogenannte RFID-Chips erhältlich, die komplexere Funktionen durchführen können und insbesondere auch längere Datensätze übertragen. Die Energieversorgung der Transponder erfolgt bei einigen Bauarten über die empfangenen Funkwellen, die über eine Induktionsspule einen Kondensator aufladen, der die Energieversorgung des RFID-Chips übernimmt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden sogenannte SAW-Tags als Transponder verwendet, die auf dem SAW-Effekt (surface acoustic wave) basieren. Hierbei werden akustische Oberflächenwellen verwendet. Das Lesegerät sendet elektromagnetische Wellen aus, die auf einen Schallwandler, wie z. B. einen Piezo-Kristall, auftreffen und in akustische Oberflächenwellen umgewandelt werden. Diese werden dann von mehreren auf einem Substrat aufgebrachten Reflektoren zurückgeworfen und über den Wandler und eine Antenne nach außen wieder als elektromagnetische Welle abgegeben. Der wesentliche Vorteil der SAW-Tags liegt in ei ner hohen Temperaturfestigkeit, einer relativ großen Lesedistanz sowie einer mechanischen und chemischen Robustheit. Damit kann das Lesegerät relativ weit entfernt von dem heißen Gehäuse angeordnet werden, dessen Temperatur gemessen werden soll.
Da die Temperaturmessung nicht hochdynamisch erfolgen muß, da sich die Temperatur des Drehschwingungsdämpfers nur relativ langsam ändert, genügt eine Temperaturmessung alle ein bis zwei Minuten. Damit ist es auch möglich, nur einen Temperatursensor und nur eine Induktionsspule an einer singulären Stelle des Gehäuses anzubringen, die nur einmal pro Umdrehung am Lesegerät vorbeiläuft.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:
1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Drehschwingungsdämpfers mit einer Temperaturmeßanordnung nach der Erfindung und
2 eine vergrößerte Detailansicht eines Ausschnittes des Drehschwingungsdämpfers der 1.
1 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 1 mit einem Gehäuse 2, das eine ringförmige Aufnahmekammer 3 besitzt, in der ein Schwungring 4 angeordnet ist, der über einen elastischen Stützring 5 federelastisch mit einer Innenwand der Aufnahmekammer 3 verbunden ist, was in dem konkreten Beispiel über einen Tragring 6 erfolgt. In der Aufnahmekammer 3 ist eine hochviskose Flüssigkeit angeordnet, die Relativbewegungen zwischen dem Schwungring 4 und dem Gehäuse 2 dämpft. Die Aufnahmekammer 3 ist durch einen ringförmigen Deckel 7 verschlossen.
Der Drehschwingungsdämpfer 1 hat eine mittige Bohrung 8, durch die eine nicht dargestellte Welle hindurchgesteckt werden kann, sowie mehrere Bohrungen 9 zum Durchstecken von Befestigungsschrauben, über die der Drehschwingungsdämpfer 1 an der Welle angeflanscht werden kann.
Insoweit handelt es sich um einen bekannten Drehschwingungsdämpfer gemäß der DE 10 2006 050 520 A1 .
Zur Messung der Temperatur des Drehschwingungsdämpfers ist an einer singulären Stelle des Gehäuses 2 oder des Deckels 3 ein Temperatursensor 10 angebracht, der einen Temperatur/Spannungs-Wandler 11 und einen RFID-Chip 12 aufweist, wobei der Wandler 11 und der Chip 12 zu einer Baueinheit in dem Temperatursensor 10 integriert sind und diese Baueinheit beispielsweise in das Gehäuse 2 oder den Deckel 3 eingeschraubt werden kann.
Weiter ist ein ortsfestes Lesegerät 13 vorgesehen, das in an sich bekannter Weise, Signale des Temperatursensors 10 ausliest und über eine elektrische Leitung 14 an eine Auswerteeinheit 15 überträgt.
Jedesmal wenn der sich zusammen mit dem Gehäuse 2 drehende Temperatursensor 10 an dem ortsfesten Lesegerät vorbeiläuft, werden Temperaturmeßwerte an das Lesegerät 13 übertragen.
Zusätzlich erhält man eine Drehzahlinformation, indem man die Zeitdauer zwischen dem Eintreffen aufeinanderfolgender Temperatursignale mißt. Mit der in 1 gezeigten Anordnung kann direkt die Temperatur der Flüssigkeit in der Aufnahmekammer 3 gemessen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Temperatursensor 10 außen am Gehäuse 2 oder am Deckel 3 anzubringen, wenn man deren Temperatur messen will. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, das selbstverständlich auch eine Anordnung des Temperatursensors 10 an der radial nach außen weisenden Stirnfläche 16 des Gehäuses 2 möglich ist, was je nach baulichen Gegebenheiten zweckmäßig sein kann.
Der bauliche Abstand zwischen dem Temperatursensor 10 und dem Lesegerät 13 hängt von der Art des verwendeten RFID-Chips ab sowie den sonstigen baulichen Gegebenheiten. Generell ist aber von wesentlichem Vorteil, daß das Lesegerät 13 in einem Bereich niedrigerer Temperaturen liegen kann. Weiter ist von wesentlichem Vorteil, daß bei der gezeigten Anordnung eine im RFID-Chip vorhandene Koppelspule 17 nicht über den ganzen Umfang des rotationssymmetrischen Gehäuses 2 angeordnet sein muß, sondern eine partielle Anordnung bzw. eine Anordnung an einer singulären Stelle ausreichend ist.

Claims

Drehschwingungsdämpfer mit einem drehbaren Gehäuse (2), das in einer Aufnahmekammer (3) eine federelastisch mit dem Gehäuse (2) verbundene Schwungmasse (4) aufweist, gekennzeichnet durch einen am oder im Gehäuse (2) angebrachten Temperatursensor (10), der einen Transponder (12) und eine Koppelspule (17) aufweist und durch ein gegenüber dem drehbaren Gehäuse (2) ortsfestes Lesegerät (13), das über elektromagnetische Wellen den Transponder (12) mit elektrischer Energie versorgt und Temperaturmeßwerte von dem Temperatursensor (10) empfängt.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (10) einen RFID-Chip (12) enthält.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der RFID-Chip (12) nach dem Prinzip der akustischen Oberflächenwellen arbeitet.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (10) an einer singulären Stelle des Drehschwingungsdämpfers (2) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesegerät (13) zusätzlich eine Drehzahlinformation des drehbaren Gehäuses (2) beim Vorbeilauf des Temperatursensors (10) an dem Lesegerät (13) erzeugt.