DE10296408T5

DE10296408T5 - Wellenmontiertes Telemetriesystem

Info

Publication number: DE10296408T5
Application number: DE10296408T
Authority: DE
Inventors: Jodi L. Bloomington Sommerfeld; Richard A. Chaska Meyer; Brett A. Bloomington Larson; Douglas Plymouth Olson
Original assignee: MTS Systems Corp
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2004-04-29
Also published as: WO2002068910A3; WO2002068910A2; AU2002242281A1; JP2004532446A; US20020118120A1; US6876311B2

Abstract

Kombination aus einer Telemetrieanordnung und einer Welle, die eine Nabe aufweist, die sich auf Lagern dreht und mit einem Rotationselement verbunden ist, wobei die Telemetrieanordnung mit der Welle verbunden ist und aufweist:
einen drahtlosen Sender, der mit der Nabe so verbunden ist, daß er sich mit ihr dreht;
eine mit dem Sender drahtlos gekoppelte Empfangsantenne; und
ein mit dem drahtlosen Sender und der Empfangsantenne verbundenes Führungssystem zum Führen der Drehbewegung des drahtlosen Senders bezüglich der Empfangsantenne, wobei das Führungssystem eine Mittelöffnung aufweist, durch die sich die Welle und/oder das Rotationselement erstreckt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen auf einer Welle montierten Transducer. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Telemetriesystem, das Signale von einem rotierenden Transducer zu einem stationären Element überträgt.
In einem herkömmlichen System zum Übertragen von Signalen von einem rotierenden Transducer zu einem stationären Element wird ein Kontakt- oder Schleifring verwendet. In auf einer Fahrzeugwelle montierten Anwendungen ist für einen Kontakt- oder Schleifring sowie für einen optionalen Winkelcodierer eine Anti-Rotation- oder Gegenlaufverbindung mit einem nicht-rotierenden Teil des Fahrzeugs erforderlich. Für die meisten Kontakt- oder Schleifringe ist es außerdem erforderlich, daß die Kontakt- oder Schleifringbahnen und Bürsten auf einem kleinen Radius um die Drehachse angeordnet sind, um die Oberflächengeschwindigkeit der Bürsten in der Kontakt- oder Schleifringanordnung zu reduzieren. Typischerweise muß hierzu die Kontakt- oder Schleifringanordnung außerhalb der Fahrzeugradanordnung auf der Drehachse angeordnet werden. Die Gegenlaufverbindung umschließt die Außenseite der Radanordnung und ist an der Innenseite des Rades an einer Aufhängung befestigt, so daß ein nicht-rotierendes Element an einem nichtrotierenden Abschnitt des Fahrzeugs befestigt ist, der der Radlenkbewegung und den Radschlagbewegungen folgt, um eine Relativbewegung zwischen der Fahrzeugmontageposition und dem an der Welle montierten Kontakt- oder Schleifring zu verhindern. Infolgedessen steht die Kontakt- oder Gleitringanordnung vom Rad nach außen hervor, was unerwünscht ist, weil der Vorsprung mit Hindernissen in Kontakt kommen kann. In vielen Verwaltungsbereichen kann durch örtliche Verkehrs- oder Straßenvorschriften das Fahren mit einem Fahrzeug, das einen solchen Vorsprung aufweist, auf öffentlichen Straßen verboten sein.
Als eine Alternative zu einem Kontakt- oder Schleifring ermöglicht Telemetrie die drahtlose Übertragung von Signalen von einem rotierenden Element zu einem stationären Element. Telemetrie kann gegenüber Kontakt- oder Schleifringen einige Vorteile dahingehend aufweisen, daß hierbei kein Bürstenkontakt zum Übertragen des Signals erforderlich ist. Obwohl Telemetrie in anderen Fahrzeugwellenanwendungen integriert worden ist, weisen derartige Systeme viele separate Komponenten auf, die auf einem rotierenden und einem nicht-rotierenden Teil der Fahrzeugwelle angeordnet sind. In diesen anderen Anordnungen wird die Einrichtung zum Positionieren von sich relativ zueinander drehenden Komponenten durch die Wellenlager bereitgestellt. Für diese Konstruktion kann es erforderlich sein, elektrische Komponenten in speziellen Felgen anzuordnen. Die speziellen Felgen sind teuer und erfordern eine Ausrichtung stationärer Sensoreinrichtungen während der Montage. Außerdem können die Unrundheit einer Felge und/oder von Wellenlagern und/oder eine Verformung der Felge aufgrund des sich verändernden Zwischenraums zwischen dem stationären und dem rotierenden Element bei Belastung Probleme und Wechselwirkungen zwischen den rotierenden Felgenkomponenten und der stationäre Aufhängung oder fahrzeugmontierten Komponenten hervorrufen.
In einem anderen Telemetriesystem besteht die Telemetrieanordnung aus einem Rotor- und einem Statorabschnitt, die auf der Drehachse angeordnet werden müssen, um niedrige Lager- und/oder Dichtungsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, wobei ab Lager lieferbare Standard-Codiererprodukten verwendet werden. Aufgrund der vorhandenen Fahrzeugwellengeometrie, die den Raum an der Drehachse einnimmt, muß die Telemetrieanordnung außerhalb des Rades auf der Drehachse angeordnet werden. Auch hier muß eine Gegenlaufverbindung oder -vorrichtung das Rad umschließen und an einem Befestigungspunkt hinter dem Rad befestigt sein, wodurch die vorstehend unter Bezug auf die Kontakt- oder Schleifringanordnung diskutierten Nachteile erhalten werden. Außerdem sind diese Systeme nicht leicht für andere Räder oder Umgebungen anpaßbar.
Daher besteht ein zunehmender Bedarf für eine Verbesserung von Telemetriesystemen in Rotationsanwendungen, z. B. für Fahrzeugwellen- oder Helikopterflügelwellenanwendungen. Ein Telemetriesystem, in dem eines oder mehrere der vorstehende dargestellten Probleme berücksichtigt sind, würde eine wertvolle Konstruktionsverbesserung bezüglich des Stands der Technik darstellen.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Telemetrieanordnung für eine Welle. Die Telemetrieanordnung weist einen drahtlosen Sender auf, der mit der Welle verbunden ist und sich mit ihr dreht, und eine mit dem Sender drahtlos gekoppelte Empfangsantenne. Ein Führungssystem ist mit dem drahtlosen Sender und mit der Empfangsantenne verbunden, um eine Drehbewegung des drahtlosen Senders bezüglich der Empfangsantenne zu führen.
In einer Ausführungsform kann die Telemetrieanordnung in einem Telemetriesystem verwendet werden, das einen an der Welle montierbaren Nabenadapter und einen am Nabenadapter montierbaren Transducer aufweist. Es können Gehäuse bereitgestellt werden, um den drahtlosen Sender und die Empfangsantenne zu halten. Die Gehäuse können ringförmig konstruiert sein und eine Mittelöffnung aufweisen, um zu ermöglichen, daß die Telemetrieanordnung bezüglich der vorhandenen Wellenlager konzentrisch angeordnet werden kann, so daß das Telemetriesystems innerhalb der Radanordnung angeordnet werden kann, wobei sich die Welle oder ein nicht-rotierendes Element der Welle durch die Mittelöffnung erstreckt, so daß die Gegenlaufverbindung oder die Befestigung vereinfacht und der Vorsprung von der Stirnseite der Welle minimiert wird.
Die Telemetrieanordnung ist auf verschiedenartigen Wellen leicht montierbar. Ein Statorgehäuse der Telemetrieanordnung ist an einem nicht-rotierenden Element der Welle montierbar. Eine Gegenlaufverbindungsanordnung sichert das Statorgehäuse am nicht-rotierenden Element. Das Statorgehäuse kann zwischen der Verbindungsanordnung und einem Rotorgehäuse angeordnet sein.
Durch das Führungssystem wird eine unabhängige Steuerung der Position und der Drehbewegung des Rotors bezüglich des Stators ermöglicht, wodurch die Abhängigkeit von der Wellenlagergenauigkeit und/oder eine manuelle Ausrichtung anderer separater Telemetriekomponenten, wie beispielsweise von Felgen mit eingebetteter Elektronik und stationären Empfängern, eliminiert wird, um die Relativpositionen der Rotor- und Statorabschnite des Telemetriesystems beizubehalten. Eine Mittelöffnung wird im Führungssystem bereitgestellt, durch die die Welle oder mit der Welle verbundene rotierende Elemente sich erstrecken können.
Durch die Gehäuse wird eine kompakte, modulare, selbstgeführte Anordnung bereitgestellt, die auf verschiedene Wellentypen leicht montierbar ist. Insbesondere sind die Gehäuse für eine Montage in verschiedenartigen Fahrzeugen geeignet, z. B. in verschiedenen Automobiltypen. Gegebenenfalls können eine Winkelpositionserfassungseinrichtung und eine drahtlose Leistungskopplung mit dem Telemetriesystem verwendet werden oder darin integriert sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Querschnittansicht einer Radanordnung einer Fahrzeugwelle;
2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Telemetrie- und Radanordnung;
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Telemetriesystems;
4 zeigt eine Draufsicht eines ersten Abschnitts vom Inneren der Telemetrieanordnung;
5 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Abschnitts vom Inneren der Telemetrieanordnung;
6 zeigt eine Querschnittansicht der Telemetrieanordnung entlang der Linie 6--6 in 5;
7-9 zeigen Querschnittansichten der Telemetrieanordnung entlang der Linien 7--7, 8--8 bzw. 9--9 in 4;
10 zeigt eine Teil-Querschnittansicht einer alternativen Telemetrieanordnung;
11 zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen Telemetrieanordnung; und
12 zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen Telemetrieanordnung.
Ausführliche Beschreibung erläuternder Ausführungsformen Gemäß 1 weist ein Telemetriesystem 10 eine Telemetrieanordnung 18 und einen Transducer 20 auf, die an einer Nabe 12 einer Welle 14 (die hierin beispielsweise eine Fahrzeugwelle ist) montiert sind. Die Welle 14 weist eine Wellenachse 15 auf, um die sich Rotationselemente bezüglich nichtrotierenden Elementen drehen. Die Nabe 12 ist mit einer Welle 16 verbunden, die sich auf schematisch dargestellten Fahrzeugwellenlagern 17 dreht. Im allgemeinen weist das Telemetriesystem 10 die Telemetrieanordnung 18 und optional Nabenelektronik 19 auf. Die Telemetrieanordnung 18 ist mit einem Transducer (oder Wandler) 20 (hierin einem Krafttransducer) verbindbar, der auf die Fahrzeugwelle 14 ausgeübte Kräfte und Belastungen mißt, obwohl auch andersartige Transducer verwendbar sind, wie beispielsweise Versatz-, Beschleunigungs-, Temperatur- und Drucktransducer, die an der Fahrzeugwelle 14 montiert werden. Die Telemetrieanordnung 18 kann an einer der Nabe 12 zugewandten Seite 20A des Transducers 20 angeordnet sein, um ein kompaktes System zu bilden, das minimal von der Fahrzeugwelle hervorsteht.
Gemäß 2 ist der Transducer 20 mit der Nabe 12 der Fahrzeugwelle 14 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist ein Nabenadapter 22 an der Nabe 12 befestigt, während der Transducer 20 am Nabenadapter 22 befestigt ist. In einigen Anwendungen ist möglicherweise kein Nabenadapter 22 erforderlich. Durch Verwendung des Nabenadapters 22 kann der Transducer 20 leicht für verschiedenartige Naben 12 verwendet werden. Befestigungselemente 23 sichern die Nabe 12 am Nabenadapter 22, während Befestigungselemente 24 den Transducer 20 am Nabenadapter 22 sichern. In der dargestellten Ausführungsform kann der Transducer einen Kraft- und Momentransducer aufweisen, wobei ein Außenrand 26 des Transducers 20 an einer Radfelge 28 befestigt ist, die einen nicht dargestellten Rei fen hält. Ein derartiger Transducer ist im US-Patent Nr. 5969268 beschrieben, auf die hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen wird, obwohl andersartige Transducer in Verbindung mit dem hierin beschriebenen Telemetriesystem 10 oder der Telemetrieanordnung 18 vorteilhaft sein können.
Im allgemeinen weist der Transducer 20 eine der Nabe 12 zugewandte erste Seite 20A und eine in die entgegengesetzte Richtung weisende, von der Nabe 12 abgewandte zweite Seite 20B auf. Das Telemetriesystem 10 weist Nabenelektronik 19 auf, die mit dem Transducer 20 so verbunden sind, daß sie sich damit dreht. Die Nabenelektronik 19 weist eine Schaltung (z. B. zur Digitalisierung, Telemetrieumsetzung, Signalaufbereitung und/oder -verstärkung) auf, die an der der Nabe 12 abgewandten, zweiten Seite 20B angeordnet ist. Aufgrund der ringförmigen Struktur des Telemetriesystems 10 kann die Telemetrieanordnung 18 konzentrisch um die Achse 15 mit den Wellenlagern 17 und an der ersten Seite 20A des Transducers 20 angeordnet sein, die der Nabe 12 zugewandt und über Befestigungselemente 29 mit dem Nabenadapter 22 verbunden ist. Die Telemetrieanordnung 18 ist durch einen oder mehrere Verbinder 30 mit Schaltungen der Nabenelektronik 19 und/oder des Transducers 20 verbunden. Die Telemetrieanordnung 18 kann daher zwischen dem Transducer 20 und Elementen der Welle 14 angeordnet werden, z. B. einem Bremssattel 32. Durch die Positionierung der Telemetrieanordnung 18 zwischen dem Transducer 20 und Komponenten der Welle 14 wird eine kompakte Anordnung erhalten, wodurch vorteilhaft die an der Welle 14 anhängende Masse minimiert wird. Durch die Positionierung der Nabenelektronik 19 an der anderen Seite 20B des Transducers 20 wird die Wärme reduziert, der die Komponenten der Nabenelektronik 19 ausgesetzt sind und die im wesentlichen erzeugt wird, wenn die Bremsen betätigt werden, um das Fahrzeug zu stoppen. Bezüglich des Transducers 20 weiter innen sind weniger empfindliche Komponenten des Telemetriesystems 10 und Daten- und Leistungsübertragungskomponenten angeordnet, um eine kompakte Struktur zu erhalten.
Die Telemetrieanordnung 18 weist eine Mittelöffnung 21 und zwei Abschnitte 34 und 36 auf, die sich relativ zueinan der drehen. Im allgemeinen wird der erste Abschnitt 34 (oder Statorabschnitt) bezüglich der nicht-rotierenden Abschnitte der Welle oder in der Nähe davon angeordneten Elementen im wesentlichen stationär gehalten. Wie dargestellt, sind der Statorabschnitt 34 und der Rotorabschnitt 36 Ringe, die sich über ein Führungssystem 72 relativ zueinander drehen, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird. Durch Positionieren des Telemetriesystems 18 als Ring um die Drehachse an der Seite 20A des Transducers 20 ist außerdem keine um die Reifen- und Radanordnung angeordnete, große, störende Gegenlaufverbindung oder -vorrichtung erforderlich. Durch die Mittelöffnung 21 können sich Abschnitte der Welle 14 oder mit der Welle verbundene Rotationselemente erstrecken. Obwohl der Statorabschnitt 34 und der Rotorabschnitt 36 als einander zugewandte Ring- oder Plattenelemente dargestellt sind, ist für Fachleute ersichtlich, daß hierfür auch konzentrische Ringe oder Zylinder und andere Konstruktionen verwendet werden können. In der dargestellten Ausführungsform ist der Rotorabschnitt 36 über Befestigungselemente 30 mit dem Nabenadapter 22 so verbunden, so daß er sich damit dreht. Der Rotorabschnitt kann jedoch gegebenenfalls mit dem Krafttransducer 20 oder einem beliebigen anderen rotierenden Element verbunden sein.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform hält eine Gegenlaufverbindungsanordnung 38 den Statorabschnitt 34 im wesentlichen stationär (d. h. mindestens im nicht-rotierenden Zustand bezüglich des Rotorabschnitts 36) bezüglich eines nicht-rotierenden Abschnitts der Welle, z. B. eines Wellenelements 40. Die Verbindungsanordnung 38 kann an Elementen der Fahrzeugwelle 14 oder an anderen nicht-rotierenden Wellenelementen befestigt sein, die mit der Nabe 12 eine Translationsbewegung ausführen und sich in anderen Achsen drehen als die Welle, z. B. am Bremssattel 32 (2), und ermöglicht es, daß die Telemetrieanordnung 18 von der Felge 28 beabstandet sein kann. Die Verbindungsanordnung 38 weist ein am (nichtrotierenden) Wellenelement 40 befestigtes, längliches Element 39 auf. Wie dargestellt, weist die Verbindungsanordnung 38 eine Kugel 41 auf, die in einer Kugelaufnahme 42 mit einem Hohlraum 43 mit einem ausreichenden Spielraum angeordnet ist, um zu ermöglichen, daß die Kugel 41 sich bezüglich des Hohlraums 43 bewegen kann, um verschiedene Ausrichtungspositionen der Gegenlauf-Verbindungsanordnung 38 bezüglich der Telemetrieanordnung 18 zu ermöglichen.
Im allgemeinen blockiert die Verbindungsanordnung 38 eine Bewegung des Statorabschnitts 34 um die Wellenachse 15, während sie eine begrenzte Bewegung in die übrigen linearen und Drehrichtungen eines wechselseitig orthogonalen Koordiantensystems zuläßt, das eine mit der Wellenachse 15 koinzidente Achse aufweist. Gegebenenfalls kann das längliche Element 39 am Statorabschnitt 34 montiert sein, und die Kugelaufnahme 42 kann am Wellenelement 40 montiert sein. Die dargestellte Ausführungsform weist eine Verbindungsanordnung 38 auf, wobei in 4 zwei Kugelaufnahmen 42 dargestellt sind, um alternative Positionierungen zu ermöglichen. Alternativ kann eine oder können mehrere Verbindungsanordnungen 38 verwendet werden. Außerdem können andere Verbindungsanordnungen verwendet werden, z. B. ein oder mehrere Bänder 27. Weil die Telemetrieanordnung 18 eine Mittelöffnung 21 aufweist, durch die sich ein Abschnitt der Welle 14 oder damit verbundene Elemente erstrecken können, kann die Verbindungsanordnung innenliegend (inboard) an der Seite 20A des Transducers 20 oder in einem radialen Abstand bezüglich der Achse 15 angeordnet sein, der kleiner ist als der maximale radiale Abstand eines Rotationselements der Welle 14, z. B. des Transducers 20 oder der Felge 28. Daher kann eine Drehbewegung von mit der Welle 14 verbundenen Elementen um die Verbindungsanordnung 38 erfolgen.
Gemäß 2 werden Signale, die durch den Transducer 20 erfaßte Kräfte anzeigen, zur Telemetrieanordnung 18 und vom Rotorabschnitt 36 drahtlos an den Statorabschnitt 34 übertragen. Diese Signale werden dann über Verbinder 45 und Kabel 46 zur Datenerfassung an eine Transducerschnittstelle 44 übertragen. Es kann eine Abschirmung zum Schützen der Verbinder 45 und der Kabel 46 vor durch einen Rotor der Radanordnung erzeugter Wärme bereitgestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform wird Leistung von der Transducerschnittstelle 44 oder einer anderen, separaten Leistungsversorgung über die Kabel 46 und Verbinder 45 induktiv zum Statorabschnitt 34 übertragen. Dann kann Leistung zum Rotorabschnitt 36 übertragen werden und kann der Schaltung der Nabenelektronik 19 und/oder des Transducers 20 Leistung zugeführt werden. Alternativ können gegebenenfalls andere Leistungszellen 53, z. B. Batterien oder Solarzellen, so montiert sein, daß sie sich mit dem Transducer 20 und der Radanordnung drehen, um einige oder alle dieser Komponenten mit Leistung zu versorgen.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Telemetriesystems 10. In der exemplarischen Ausführungsform erfassen Sensoren 47 Kräfte, die durch Verstärker 48 verstärkt werden. Von den Verstärkern 48 werden Signale an einen Datensender (oder drahtlosen Sender) 49 übertragen, der mit dem Rotorabschnitt 36 verbunden ist. Der Datensender 49 überträgt Daten drahtlos über eine Datenkopplung 50 an einen mit dem Statorabschnitt 34 verbundenen Datenempfänger (oder eine Empfangsantenne 51). Der Datenempfänger 51 ist eine um die Wellenachse 15 angeordnete ring- oder bogenförmige Anordnung. Der Datensender 49 und der Datenempfänger 51 sind voneinander beabstandet. Der Datensender 49 bewegt sich im allgemeinen in einem kreisförmigen Weg beabstandet und gegenüberliegend vom Datenempfänger 51. Übertragene Signale können analoge oder digitale Signale oder eine Kombination davon sein. Gemäß einer dargestellten Ausführungsform wird jeder Kanal 20000-mal pro Sekunde abgetastet, und acht Datenkanäle werden für die Übertragung gemultiplext. Nach dem Empfang durch den Datenempfänger 51 können die digitalen Signale als digitale Daten aufgezeichnet oder zu einem digitalen Controller übertragen werden, oder sie können in analoge Signale umgewandelt und über eine Transducerschnittstelle 44 einem Aufzeichnungsgerät oder einem Datenerfassungssystem zugeführt werden. In einer Ausführungsform weist die Transducerschnittstelle 44 eine separate Karte (Erweiterungskarte) für jede Welle auf, wobei die separate Karte mit einer Hauptplatine (Motherboard) verbunden ist.
Die Transducerschnittstelle 44 oder die Leistungsversorgung können außerdem einem Leistungstreiber 52 Leistung zuführen. Der Leistungstreiber 52 überträgt Leistung über eine Leistungskopplung 54 zu einem Leistungsregler 56. In einer Ausführungsform ist die Leistungskopplung 54 eine induktive Kopplung, wobei der Leistungstreiber 52 und der Leistungsregler 56 voneinander beabstandet und miteinander verbindbar sind, um elektrische Leistung zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform sind der Leistungstreiber 52 und der Leistungsregler 56 Spulen, die jeweils einen Ring um die Wellenachse 15 bilden.
Typischerweise muß die Winkelposition des Transducers 20 bekannt sein, während er sich mit der Nabe 12 dreht. Gegebenenfalls kann die Telemetrieanordnung 18 einen Sensor 58 aufweisen, der mit dem Statorabschnitt 34 und dem Rotorabschnitt 36 betrieblich verbunden ist, um die Winkelposition des Rotorabschnitts 36 bezüglich des Statorabschnitts 34 zu erfassen. Im allgemeinen kann der Sensor 58 ein Relativ- oder ein Absolutdrehmelder oder -codierer sein, der basierend auf optischen, magnetischen, Widerstands-, kapazitiven, Hall Effekt- oder anderen Techniken arbeitet.
Die 4-6 zeigen andere Ansichten von Komponenten der Telemetrieanordnung 18. 4 zeigt eine Ansicht des Stators 34 vom Inneren der Telemetrieanordnung 18. Wie dargestellt, weist der Statorabschnitt 34 ein Statorgehäuse 60 auf, das ringförmig konstruiert ist und Kugelaufnahmen 42 aufweist, die mit Gegenlauf-Verbindungsanordnungen verbunden sind, z. B. mit der in 1 dargestellten Verbindungsanordnung 38. Im einzelnen weisen die Kugelaufnahmen 42 Hohlräume 43 zum Aufnehmen von Kugeln 41 (1) auf. Die Breite der Hohlräume 43 entspricht dem Durchmesser der Kugeln 41, um eine Drehbewegung des Statorabschnitts 36 zu verhindern, während die radiale Länge (von der Achse 15) und die Tiefe ( 1) eine Bewegung der Kugel 41 in jedem der Hohlräume 43 ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Datenempfänger 51 eine auf dem Statorgehäuse 60 angeordnete, bogenförmige Anordnung. Der Leistungstreiber 52 ist ein Ring, der ebenfalls auf dem Statorgehäuse 60 angeordnet ist. Außerdem ist ein Sensor 58 dargestellt, der eine oder mehrere optische Sensoreinrichtungen 62 und eine Codiererschaltung 64 auf weist. Die optischen Sensoreinrichtungen 62 erfassen die Position des Rotorabschnitts 36 und stellen ein die Position darstellendes Ausgangssignal bereit. Die optische(n) Sensoreinrichtungen) 62 erfaßt (erfassen) eine Bezugsposition auf dem Rotor, möglicherweise über auf dem Fachgebiet bekannte Quadratur-Feedback-Signale und Markierungen. Die Verwendung von Quadratur-Ausgangssignalen ermöglicht die Bestimmung der Drehrichtung des Rotorabschnitts 36. In einer Ausführungsform werden durch zwei der optischen Sensoreinrichtungen 62 die Richtung anzeigende, periodische Rechteckwellen im wesentlichen in Quadratur (die durch eine Phasenverschiebung von 90° definiert ist) bereitgestellt. Der Codierer 64 interpretiert durch die optischen Sensoreinrichtungen 62 bereitgestellte Drehpositionsdaten und überträgt die entsprechenden Signale an die Transducerschnittstelle 44.
6 zeigt eine Seitenansicht einer möglichen optischen Sensoreinrichtung 62. Die optische Sensoreinrichtung oder -einrichtungen 62 sind so konfiguriert, daß das Vorhandensein von Markierungen auf einer Scheibe 65 erfaßt wird, die durch Befestigungseinrichtungen 66 mit dem Rotorabschnitt 36 so verbunden ist, daß sie sich damit dreht.
5 zeigt eine Ansicht des Rotorabschnitts 36 vom Inneren der Telemetrieanordnung 18. Wie dargestellt, weist der Rotorabschnitt 36 ein Rotorgehäuse 68 auf. Der Datensender 49 und der Leistungsempfänger 56 sind beide als um das Rotorgehäuse 68 angeordnete Ringe ausgebildet.
Die 6-9 zeigen ein Führungssystem 72. Im allgemeinen hält das Führungssystem 72 die Ausrichtung des Statorabschnitts 34 und des Rotorabschnitts 36 während einer relativen Drehbewegung dieser Abschnitte aufrecht. Im einzelnen hält das Führungssystem 72 einen im wesentlichen konstanten Zwischenraum oder Abstand zwischen dem Datensender 49 und dem Datenempfänger 51 aufrecht. Außerdem wird ein im wesentlichen konstanter Zwischenraum oder Abstand zwischen dem Leistungstreiber 52 und dem Leistungsregler 56 beibehalten. Die Position der Codiererkomponenten wird ebenfalls beibehalten. Die Zwischenräume ermöglichen eine geeignete Übertragung der Daten und der Leistung über die Datenkopplung 50 und die Leis tungskopplung 54 und eine geeignete Winkelerfassung. Eine ringförmige, selbstgeführte Anordnung wie diese kann für verschiedene Anwendungen nach Wunsch eine einzelne oder eine Kombination der vorstehend beschriebenen Funktionen aufweisen.
Gemäß der in 7 dargestellten Ausführungsform kann das Führungssystem 72 ein Lagerblockgehäuse 73, Lagerblöcke oder -segmente 74 und einen zylindrischen Lagerlaufring 76 aufweisen, der eine Führungsnut aufweist, die mit den Lagerblöcken 74 verbunden ist. Die Lagerblöcke 74 sind um die Wellenachse 15 gleichmäßig voneinander beabstandet. Die Lagerblöcke 74 sind durch Befestigungselemente 77 am Lagerblockgehäuse 73 befestigt. Das Lagerblockgehäuse ist durch Befestigungselemente 78 am Statorabschnitt 34 befestigt. Obwohl mehrere Lagerblöcke 74 dargestellt sind, kann auch ein einzelner Lagerblock oder ein Lagerring verwendet werden. Der Lagerlaufring 76 ist durch Befestigungselemente 79 am Rotorabschnitt 36 befestigt. Ähnlicherweise könnte die Position der Lagerblöcke 74 und des Lagerblockgehäuses 73 zur Rotationsseite und die Nut zur nicht-rotierenden Seite der Telemetrieanordnung 12 hin versetzt sein. Geeignete Materialien für die Lagerblöcke 74 und den Lagerlaufring 76 sind z. B. Aluminium, hartbeschichtete Materialien, rostfreier Stahl und verschiedenartige andere metallische, nichtmetallische, intermetallische, keramische oder Verbundmaterialien, metallgefüllte oder -verstärkte Kunststoffe, schmiermittelgefüllte, selbstschmierende Materialien, in Wärme aushärtende Kunststoffe, thermoplastische oder ähnliche Materialien oder Kombinationen davon. Beispiele hartbeschichteter Materialien sind hartbeschichtetes Aluminium, harteloxiertes Aluminiummaterial, nickelplattiertes oder vernickeltes Material und chromplattiertes oder verchromtes Material. Außerdem können die Materialien für die Blöcke 74 und den Laufring 76 für Lager qualitativ geeignete Polymere, technische Kunststoffe, synthetische Harzmaterialien, Polyimidharze, Polymerethan, PEEK (Polyaryletheretherketon), Phenol und verschiedene Zusammensetzungen davon mit Füllstoffen, z. B. Graphit oder Teflon^®, aufweisen, z. B. graphitgefüllte Polyimide, wie beispielsweise Duratron^® und Vespel^®. Es können verschiedene Kombinationen dieser Materialien verwendet werden, um ein geeignetes Lager bereitzustellen. Beispielsweise kann der Block 74 aus einem rostfreien Stahl hergestellt werden, während eine Nut im Laufring 76 aus PEEK hergestellt ist. Alternativ kann ein Block aus PEEK in einer Nut aus rostfreiem Stahl angeordnet sein. Obwohl das vorstehend beschriebene Führungssystem 72 insbesondere aufgrund seiner Eigenschaften in warmen und korrodierenden Umgebungen vorteilhaft ist, kann das Führungssystem 72 ein beliebiges Drehführungssystem mit Kugellagern, Luftlagern, Magnetschwebetechnik, usw. sein.
Dichtungen 80 verhindern das Austreten von Verunreinigungen vom Lagerblock 74 und vom Lagerlaufring 76. Es werden Abstandselemente 82 bereitgestellt, um eine der Dichtungen 80 vom Lagerblock 74 beabstandet zu halten. Die Dichtungen R können aus Leder, Kunststoff, Teflon, Gummi, Holz, Filz, Polypropylenfilz, synthetischem Material oder aus einem Material bestehen, das z. B. aus Aramid hergestellt wird, wie beispielsweise Conex^®-Filz, Nomex^®-Filz, und aus anderen Materialien, und/oder aus einer Kombination davon. Ein über Befestigungselemente 86 mit dem Lagerlaufring 76 verbundener Flansch 84 schirmt zusätzlich Verunreinigungen vor dem Eintreten in das Führungssystem 72 ab, indem er ein Labyrinth bildet, und reduziert einen Zwischenraum zwischen dem Statorgehäuse 60 und dem Rotorgehäuse 68 in der Nähe des Führungssystems 72.
Das Statorgehäuse 60 und das Rotorgehäuse 68 sind einander zugewandt und bilden einen Hohlraum 88. Der Datensender 49, der Datenempfänger 58, der Leistungstreiber 52, der Leistungsregler 54, der Sensor 58, die optischen Sensoreinrichtungen 62, der Codierer 64 und andere Elemente können im Hohlraum 88 angeordnet werden. Gegebenenfalls können zusätzliche Dichtungen verwendet werden, um zu verhindern, daß Schmutz, Öl und andere Verunreinigungen unerwünscht zwischen dem Statorgehäuse 60 und dem Rotorgehäuse 88 in den Hohlraum 88 eindringen.
7 zeigt einen Querschnitt zum Darstellen einer Drahtverbindung 90 zwischen dem Verbinder 45 und der Leistungskopplung 52. Außerdem zeigt 8 eine Drahtverbindung 92 zwischen dem Verbinder 45 und dem Datenempfänger 51. In 9 ist eine Drahtverbindung 94 zwischen dem Verbinder 30 und Komponenten des Rotorabschnitts 36, d. h. dem Datensender 49 und dem Leistungsempfänger 56, dargestellt. Der Verbinder 30 wird verwendet, um den Rotorabschnitt 36 mit der Nabenelektronik 19 und dem Transducer 20 zu verbinden. Außerdem ist eine Drahtverbindung 96 zwischen dem Verbinder oder Verbindern 45 und dem Codierersensor 64 dargestellt.
10 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Abschnitts eines Gehäuses 140 mit einem Rotorgehäuse (oder einer Platte) 142 und einem Statorgehäuse (oder einer Platte) 144. Ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Rotorgehäuse um die Drehachse und relativ zum Statorgehäuse 144 drehbar. Das Rotorgehäuse 142 ist so verbunden, daß es sich mit dem Transducer 20 dreht. Das Rotorgehäuse 142 kann am Transducer 20 oder am Nabenadapter 22 befestigt werden. Eine drahtlose Kopplung wird zwischen dem Rotorgehäuse 142 und dem Statorgehäuse 144 bereitgestellt. Die drahtlose Kopplung ermöglicht, daß vom Sender 146 übertragene Signale durch die Empfangsantenne 148 empfangen und dann an eine im Fahrzeug angeordnete Onboard-Datenerfassungsschaltung übertragen werden können. Außerdem wird eine Leistungskopplung zwischen dem Rotorgehäuse 142 und dem Statorgehäuse 144 bereitgestellt. Die Leistungskopplung führt der Schaltung des Transducers 20, des Senders 146 und/oder der Schaltung der Nabenelektronik 19 Leistung zu.
Das Gehäuse 140 ist selbsttragend und weist eine Lageranordnung oder ein Führungssystem auf, hierin ein Doppelpaar von winkelmäßig in Kontakt stehenden Kugellagern, die das Rotorgehäuse 142 bezüglich des Statorgehäuses 144 halten und eine Drehbewegung des Rotorgehäuses ermöglichen. In einer anderen Ausführungsform kann ein einzelnes Paar von Radialkontaktlagern oder ein Vierpunkt-Kontaktlager verwendet werden. Die Leistungskopplung ist eine induktive Kopplung und wird zwischen voneinander beabstandeten Spulen 194 und 196 gebildet, die miteinander koppelbar sind, um elektrische Leistung zu übertragen. Die Spulen 194 und 196 bilden, ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, einen Ring um die Drehachse und sind in den jeweiligen Gehäusen angeordnet, so daß sie vor Wasser, Schmutz und anderen Verunreinigungen geschützt sind.
Das ringförmige Gehäuse 140 enthält einen Codierer 156 oder eine andere, ähnliche Winkelpositionserfassungseinrichtung, die mit dem Rotorgehäuse 142 und dem Statorgehäuse 144 betrieblich verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform weist der Codierer 156 eine inkrementelle Hall-Effekt-Einrichtung mit einem Hohl- oder Tellerrad 160 mit hervorstehenden Zähnen (einschließlich eines Schalt- oder Index-Zahnrades) und Hall-Effekt-Sensoren 152 und einen Magneten 164 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist das Hohloder Tellerrad 160 mit dem Rotorgehäuse 142 so verbunden, daß es sich damit dreht, während der Magnet 164 und die Hall-Effekt-Sensoren 162 mit dem Statorgehäuse 144 verbunden sind.
In einer anderen Ausführungsform werden zwei Hohl- oder Tellerräder bereitgestellt, die winkelmäßig um einen halben Zahn voneinander beabstandet sind, um Quadratur-Messungen zu ermöglichen und dadurch die Auflösung des Codierers zu verbessern. Es können auch andere Codierertypen, z. B. optische Codierer, verwendet werden.
Die Empfangsantenne 148 ist ring- oder bogenförmig um die Drehachse konstruiert. Die Sendeantenne 146 ist von der Empfangsantenne 148 beabstandet und bewegt sich allgemein entlang eines der Empfangsantenne 148 entsprechenden Kreisweges. Die übertragenen Signale können analoge Signale, digitale Signale oder eine Kombination davon sein. Es werden ringförmige Dichtungen bereitgestellt, um einen inneren Hohlraum 180, in dem die Sendeantenne 146, die Empfangsantenne 148 und der Codierer 156 angeordnet sind, zu dichten und vor der Außenumgebung und Schmiermittel von der Lageranordnung 150 zu schützen. In der dargestellten Ausführungsform ist eine erste ringförmige Dichtung 182 zwischen dem Statorgehäuse 144 und einem Außenumfang des Hohl- oder Tellerrades 160 des Codierers 156 angeordnet. Eine zweite ringförmige Dichtung 184 ist zwischen dem Statorgehäuse 144 und einem Lagerhalterungsflansch 186 des Rotorgehäuses 142 angeordnet. Eine dritte ringförmige Dichtung 188 ist zwischen dem Rotorgehäuse 144 und einem anderen Lagerhalterungsflansch 190 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform stehen die Dichtungen 182, 184 und 188 unter Federspannung und bestehen aus Teflon, das mit Nickel, Chrom oder anderen, ähnlich plattierten Oberflächen in Kontakt steht. Es können auch andere Dichtungen oder Einrichtung verwendet werden, z. B. nicht unter Federspannung stehende Dichtungen, Polymerdichtungen, Überdruckdichtungen und/oder Labyrintdichtungen.
Für Fachleute ist ersichtlich, daß andere Konstruktionen für Telemetrieanordnungen verwendet werden können. Die 11 und 12 zeigen alternative Ausführungsformen erfindungsgemäßer Telemetrieanordnungen. 11 zeigt eine Telemetrieanordnung 200. Die Telemetrieanordnung 200 weist eine Mittelöffnung 201, einen ersten Abschnitt 202 und einen zwei ten Abschnitt 204 auf. Der zweite Abschnitt 204 dreht sich bezüglich des ersten Abschnitts 202. Ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind der erste Abschnitt 202 und der zweite Abschnitt 204 einander zugewandt, um einen Hohlraum 205 dazwischen zu bilden. Daten werden vom Datensender 206 zum Datenempfänger 208 drahtlos übertragen. Der Datensender 206 und der Datenempfänger 210 sind konzentrisch angeordnet. Ähnlicherweise sind ein Leistungstreiber 210 und ein Leistungsregler 212 konzentrisch angeordnet und übertragen Leistung vom ersten Abschnitt 202 zum zweiten Abschnitt 204.
12 zeigt eine Ausführungsform einer Telemetrieanordnung 220 mit einer Mittelöffnung 221, einem ersten Abschnitt 222 und einem zweiten Abschnitt 224, der sich bezüglich des ersten Abschnitts 222 auf eine zylindrische Weise dreht, wobei der Durchmesser des ersten Abschnitts 222 kleiner ist als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 224, so daß ein Hohlraum 225 dazwischen gebildet wird. D.h., der zweite Abschnitt 224 ist konzentrisch um den ersten Abschnitt 222 angeordnet. In dieser Ausführungsform können Daten zwischen Datenkopplungselementen 226 und 228 im Hohlraum übertragen werden. Ähnlicherweise kann Leistung zwischen Leistungskopplungselementen 230 und 232 übertragen werden. Alternativ kann der erste Abschnitt 222 sich bezüglich des zweiten Abschnitts 224 drehen. Daten und Leistung werden zwischen den Datenkopplungseinheiten oder -elementen 226 und 228 bzw. zwischen den Leistungskopplungseinheiten oder -elementen 230 und 232 übertragen.
Im allgemeinen können die die Daten- und Leistungskopplungen bildenden Elemente in verschiedenen radialen Abständen von der Drehachse angeordnet sein (wie z. B. in den 11 und 12 dargestellt ist), oder an gegenüberliegenden Seiten einer Ebene, die sich senkrecht zur Drehachse erstreckt (wie z. B. in 6 dargestellt), oder es kann eine Kombination davon gewählt werden. Ähnlicherweise können die Gehäuse zylinderförmig angeordnet sein, wobei dazwischen ein Hohlraum gebildet wird, oder als gegenüberliegende Scheiben an gegenüberliegenden Seiten einer Ebene, die sich senkrecht zur Drehachse erstreckt. In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird ein dem dargestellten Führungssystem ähnliches Führungssystem bereitgestellt, um die Ausrichtung und den Abstand für die Daten- bzw. die Leistungskopplung aufrechtzuerhalten, wodurch eine kompakte und modulare Telemetrieanordnung erhalten wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für Fachleute ersichtlich, daß innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung Änderungen in den Ausführungsformen und im Detail vorgenommen werden können.
Zusammenfassung
Wellenmontiertes Telemetriesystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Telemetrieanordnung (18; 200; 220) für eine Welle (14). Die Telemetrieanordnung (18; 200; 220) weist einen drahtlosen Sender (49; 146; 206; 226; 228) auf, der mit der Welle (14) so verbunden ist, daß er sich mit ihr dreht, und eine mit dem drahtlosen Sender (49; 146; 206; 226; 228) drahtlos gekoppelte Empfangsantenne (51; 148; 208; 226, 228). Ein Führungssystem (172; 150) mit einer Mittelöffnung (21; 201; 221), das mit dem drahtlosen Sender (49; 146; 206, 226; 228) und der Empfangsantenne (51; 148; 206; 226; 228) verbunden ist, führt die Drehbewegung des drahtlosen Senders (49; 146; 206, 226; 228) bezüglich der Empfangsantenne (51; 148; 208; 226; 228). Gegebenenfalls kann die Telemetrieanordnung (18; 200; 220) in einem Telemetriesystem (10) verwendet werden, das einen an einer Nabe (12) montierbaren Nabenadapter (22) aufweist. Außerdem können eine Winkelpositionserfassungseinrichtung (58; 64; 156) und eine drahtlose Leistungskopplung (54) bereitgestellt werden. (1)

Claims

Kombination aus einer Telemetrieanordnung und einer Welle, die eine Nabe aufweist, die sich auf Lagern dreht und mit einem Rotationselement verbunden ist, wobei die Telemetrieanordnung mit der Welle verbunden ist und aufweist: einen drahtlosen Sender, der mit der Nabe so verbunden ist, daß er sich mit ihr dreht; eine mit dem Sender drahtlos gekoppelte Empfangsantenne; und ein mit dem drahtlosen Sender und der Empfangsantenne verbundenes Führungssystem zum Führen der Drehbewegung des drahtlosen Senders bezüglich der Empfangsantenne, wobei das Führungssystem eine Mittelöffnung aufweist, durch die sich die Welle und/oder das Rotationselement erstreckt.
Kombination nach Anspruch 1, wobei die Empfangsantenne eine um eine Achse der Welle angeordnete, bogenförmige Anordnung aufweist.
Kombination nach Anspruch 1, wobei der Sender in der Nähe der Empfangsantenne angeordnet ist und sich entsprechend der Empfangsantenne entlang eines kreisförmigen Weges bewegt, die relativ zur Sendeantenne bezüglich einer Translations- und/oder einer von einer Rotationsbewegung um die Wellenachse verschiedenen Rotationsbewegung stationär gehalten wird.
Kombination nach Anspruch 3, ferner mit: einem Rotorgehäuse zum Halten des Senders, wobei das Rotorgehäuse so mit der Nabe verbunden ist, daß es sich mit ihr dreht; einem Statorgehäuse zum Halten der Empfangsantenne; und einer Verbindungsanordnung, die mit dem Statorgehäuse und einem nicht-rotierenden Element der Welle verbunden ist, um eine Drehbewegung des Statorgehäuses zu blockieren.
Kombination nach Anspruch 4, wobei die Verbindungsanordnung aufweist: ein am nicht-rotierenden Element befestigtes längliches Element; eine an der Telemetrieanordnung befestigte Kugelaufnahmne mit einem Hohlraum; und eine mit dem länglichen Element verbundene und im Hohlraum der Kugelaufnahme angeordnete Kugel.
Kombination nach Anspruch 4, wobei die Verbindungsanordnung ein Band aufweist.
Kombination nach Anspruch 4, wobei das Statorgehäuse zwischen der Verbindungsanordnung und dem Rotorgehäuse angeordnet ist.
Kombination nach Anspruch 1, ferner mit einer drahtlosen Leistungskopplung mit einer am Statorgehäuse montierten ersten Komponente und einer am Rotorgehäuse montierten zweiten Komponente.
Kombination nach Anspruch 1, ferner mit einer Winkelerfassungseinrichtung, die mit dem Rotorgehäuse und dem Statorgehäuse betrieblich verbunden ist.
Kombination nach Anspruch 1, wobei die Welle einen Rand aufweist und die Telemetrieanordnung vom Rand beabstandet angeordnet ist.
Kombination nach Anspruch 1, wobei die Welle ein Wellenlager und eine Radanordnung aufweist, und wobei die Telemetrieanordnung bezüglich des Wellenlagers konzentrisch und davon beabstandet angeordnet ist.
Kombination nach Anspruch 1, ferner mit einem Transducer (Wandler), der an der Nabe so montiert ist, daß er sich mit ihr dreht, und wobei die Telemetrieanordnung zwischen der Nabe und dem Transducer angeordnet ist.
Kombination nach Anspruch 1, wobei das Rotationselement ein Nabenadapter ist, der an der Nabe so montiert ist, daß er sich mit ihr dreht.
Wellenmontierbare Telemetrieanordnung zur Verwendung auf einer mit einem Rotationselement verbundenen Welle, wobei die Telemetrieanordnung aufweist: einen drahtlosen Sender; eine mit dem Sender betreibbare Empfangsantenne; ein erstes Gehäuse zum Halten der Empfangsantenne; ein zweites Gehäuse, das um eine Achse und bezüglich des ersten Gehäuses drehbar ist, wobei das zweite Gehäuse den drahtlosen Sender hält; und ein Führungssystem, das mit dem ersten Gehäuse und mit dem zweiten Gehäuse verbunden ist, um die Position des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses beizubehalten und die Drehbewegung des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses zu führen, wobei das Führungssystem und die Gehäuse Öffnungen aufweisen, durch die die Welle und/oder das Rotationselement sich erstrecken kann.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem einen Lagerblock und einen Lagerlaufring mit einer Führungsnut aufweist, wobei der Lagerblock in der Führungsnut angeordnet ist, um die Position des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses beizubehalten und eine Drehbewegung des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses zu ermöglichen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 15, ferner mit mehreren in der Führungsnut angeordneten Lagerblöcken.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem mit dem ersten und dem zweiten Gehäuse verbundene Kugellager aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das erste und das zweite Gehäuse Ringe aufweisen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 18, ferner mit einer Verbindungsanordnung, die am ersten Gehäuse befestigt und an einem nicht-rotierenden Element der Welle montierbar ist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 19, wobei das erste Gehäuse zwischen der Verbindungsanordnung und dem zweiten Gehäuse angeordnet ist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 18, wobei die Ringe konzentrisch sind.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, ferner mit um das Führungssystem angeordneten Dichtungen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 22, wobei die Dichtungen synthetisches Material aufweisen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 22, wobei die Dichtungen Polypropylenmaterial aufweisen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 22, wobei die Dichtungen Aramidmaterial aufweisen.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, ferner mit einer Winkelerfassungseinrichtung, die mit dem ersten und dem zweiten Gehäuse betrieblich verbunden ist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 26, wobei die Winkelerfassungseinrichtung die Position des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses erfaßt und ein die Winkelposition und die Drehrichtung des zweiten Gehäuses darstellendes Quadratur-Rückkoppel-Signal bereitstellt.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 26, wobei die Winkelerfassungseinrichtung eine Markierung und eine optische Sensoreinrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins der Markierung aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, ferner mit einer drahtlosen Leistungskopplung, die eine mit dem ersten Gehäuse verbundene erste Spule und eine mit dem zweiten Gehäuse verbundene zweite Spule aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, ferner mit einer Leistungszelle, die sich mit dem drahtlosen Sender dreht und ihn mit Leistung versorgt.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem Phenol aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das – Führungssystem Polyaryletheretherketon (PEEK) aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem ein Polyimidharz aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem rostfreien Stahl aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem ein Kunstharz aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem ein graphitgefülltes Harz aufweist.
Telemetrieanordnung nach Anspruch 14, wobei das Führungssystem ein hartbeschichtetes Material aufweist.
Telemetriesystem für eine Welle, wobei das Telemetriesystem aufweist: einen an der Welle montierbaren Nabenadapter; einen am Nabenadapter montierbaren Transducer (Wandler); eine Telemetrieanordnung, die an einer dem Nabenadapter zugewandten Seite des Transducers montierbar ist, wobei die Telemetrieanordnung einen Statorabschnitt, der eine Empfangsantenne hält, einen am Transducer und/oder am Nabenadapter befestigten Rotorabschnitt, wobei der Rotorabschnitt um eine Achse und bezüglich des Statorabschnitts drehbar ist, und ein Führungssystem aufweist, das mit dem Statorabschnitt und dem Rotorabschnitt verbunden ist, um die Drehbewegung des Rotorabschnitts bezüglich des Statorabschnitts zu führen; und einen drahtlosen Sender, der mit dem Statorabschnitt verbunden ist und Signale vom Transducer empfängt und eine mit der Empfangsantenne betreibbare Sendeantenne aufweist.
Telemetriesystem nach Anspruch 38, ferner mit einer Winkelerfassungseinrichtung, die mit dem Rotorabschnitt und dem Statorabschnitt betrieblich verbunden ist.
Telemetriesystem nach Anspruch 38, wobei der Rotorabschnitt zwischen dem Statorabschnitt und dem Transducer angeordnet ist.
Telemetriesystem nach Anspruch 38, wobei der Rotorabschnitt dem Statorabschnitt zugewandt ist und sich auf einem dem Statorabschnitt im wesentlichen entsprechenden kreisförmigen Weg bewegt.
Telemetriesystem nach Anspruch 41, wobei das Führungssystem eine Mittelöffnung aufweist, durch die sich die Welle und/oder ein mit der Welle verbundenes Rotationselement erstrecken kann.
Telemetriesystem nach Anspruch 38, ferner mit einer drahtlosen Leistungskopplung zum Versorgen des drahtlosen Senders mit Leistung, wobei die drahtlose Leistungskopplung eine am Statorabschnitt montierte erste Spule und eine am Rotorabschnitt montierte zweite Spule aufweist.
Telemetrieanordnung in Kombination mit einer Welle, die eine Nabe aufweist, die sich auf Lagern dreht und mit einem Rotationselement verbunden ist und die Telemtrieanordnung mit der Welle verbunden ist und aufweist: ein erstes Gehäuse mit einem Datenempfänger; ein zweites Gehäuse mit einem mit dem Datenempfänger gekoppelten Datensender; eine Einrichtung zum Führen des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses; und eine Einrichtung zum Verbinden des ersten Gehäuses mit einem nicht-rotierenden Element der Welle.
Telemetriesystem nach Anspruch 44, ferner mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Winkelposition des zweiten Gehäuses bezüglich des ersten Gehäuses.
Telemetriesystem nach Anspruch 44, ferner mit einer Einrichtung zum Blockieren einer Translationsbewegung des ersten Gehäuses bezüglich des zweiten Gehäuses; und einer Einrichtung zum Blockieren einer Drehbewegung des ersten Gehäuses bezüglich des zweiten Gehäuses in allen Achsen, die von der Drehachse verschieden sind, in der die Führungseinrichtung eine Drehbewegung zuläßt.
Telemetriesystem nach Anspruch 44, ferner mit einer Einrichtung zum Beibehalten eines Zwischenraums oder Abstands zwischen dem Datenempfänger und dem Datensender.