(57)【要約】【課題】  コンパクトな構造を有するとともに良好な信号精度が得られる軸の回転運動を検出する装置を提供する。【解決手段】  本発明は、軸と結合されている測定装置を利用して機械装置ハウジング内の軸の回転運動を検出する装置であって、機械装置ハウジングに設けられている少なくとも一つのセンサーと、このセンサーに接続されているトランスデューサーとを有するものにおいて、単数又は複数のセンサー（８、15〜20）が、少なくとも一つの固有のエネルギー貯蔵装置（11）から電流を供給されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と結合されている測定装置を利用して機械装置ハウジング内の軸の回転運動を検出する装置であって、前記機械装置ハウジングに設けられている少なくとも一つのセンサーと、このセンサーに接続されているトランスデューサーとを有するものにおいて、
単数又は複数の前記センサー（８、15〜20）が、少なくとも一つの固有のエネルギー貯蔵装置（11）から電流を供給されている装置。
【請求項２】
前記エネルギー貯蔵装置（11）に対する発電が、前記軸（３）と結合されている多重極リング（７）が、この多重極リングと対向する固定子（９）と共働して機能することによって行われる請求項１の装置。
【請求項３】
前記電流が、電流回路に組み込まれているレギュレーター（10）を介して制御されている請求項１又は２の装置。
【請求項４】
別個に設けられている電子的制御装置（34）に対して無線により測定値を伝送するための信号送信ユニット（33）が設けられている請求項１〜３のいずれか１項の装置。
【請求項５】
前記軸（３）の回転運動から発生される正弦波形の測定信号を、オン/オフ信号に変換するためのトランスデューサー（14）が設けられている請求項１〜４のいずれか１項の装置。
【請求項６】
前記信号送信ユニット（33）が無線アンテナ（12）を有し、この無線アンテナによって、単数又は複数の前記センサー（８、15〜20）から得られた信号が前記電子的制御装置（34）に転送される請求項４又は５の装置。
【請求項７】
前記センサー（８、15〜20）が、密封されるべき空間（２）及び周囲環境（１）の一方又は両方の、圧力（15、16）及び／又は温度（17、18）及び／又は漏れ（19）、並びに／あるいはトルク（20）を測定するのに使用される請求項１〜６のいずれか１項の装置。
【請求項８】
前記軸にシール（30）が密着している請求項１〜７のいずれか１項の装置。
【請求項９】
センサー（８、15〜20）、レギュレーター（10）、エネルギー貯蔵装置（11）、送信ユニット（33）からなる測定装置と、前記シール（30）とが、一体的に一つのユニットとしてまとめられている請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸と結合されている測定装置を利用して軸の回転運動を検出する装置に関する。より詳細には、本発明は、機械装置ハウジングに設けられている少なくとも一つの測定値受容装置、センサーと、このセンサーに接続されているトランスデューサー、測定値変換器を備えてなる軸の回転運動を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジングと軸の間に存在する空隙をシールリングによって密封する密封装置が公知である（例えば特許文献１参照）。多重極リングが、軸のシールリングの近傍に装着され、この多重極リングは、機械装置ハウジングに取り付けられている測定センサーと共働して機能する。この測定センサーによって、例えば軸の回転数を測定することができる。測定された数値は、電気ケーブルを介して、制御ユニット及び／又は表示装置、あるいはこれらのような装置に転送される。
【０００３】
またハウジング正面の外壁の軸貫通部を密封するための、シールリングと回転数センサー装置を収容する可能性が示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
その他に、センサーハウジングと一体化されているシールリングの一連の実施形態が示されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
従来示されている技術のすべての実施形態に共通するのは、測定値受容装置、すなわちセンサーが外部から電流を供給され、測定値も同様にケーブルを介して表示装置及び／又は制御ユニットに転送されるということである。これは、ケーブルがソケットによる接続を必要とするため、信号精度が低くなることがある。さらにこのような接続部は、取り付け空間や、特に修理の際に良好にアクセス可能であることを必要とする。修理の際にアクセス可能とするために、通常は、さらなる取り付け空間を必要とする。
【特許文献１】EP0984286A1号公報
【特許文献２】DE4312424C2号公報
【特許文献３】DE10149642.7号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来示されている技術の実施形態を改善して、わずかな取り付け空間しか必要としないコンパクトな構造を有するとともに非常に良好な信号精度を得ることができ、簡単かつ安価に製造可能であり、しかも取り付けの必要経費をできるだけ少なくすることのできる軸の回転運動検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、冒頭に挙げた形式の装置において、単数又は複数の測定値受容装置、すなわちセンサーに、少なくとも一つの固有のエネルギー貯蔵装置から電流を供給することによって解決される。この単数又は複数のセンサーは、機械の中核の電源から電流を供給されるのではなく、センサー用に直接設けられている固有の電源を有し、接続されている。これによって、中核の電源からの電流供給ケーブルは不要となる。さらに、測定センサーは信号送信ユニットと結合され、この信号送信ユニットは、センサーからもたらされる信号を受容し、機械の任意の箇所に別個に取り付けられている電子的な制御装置に転送する。この電子的な制御装置は、転送されてきた測定量を表示し、及び／又は必要に応じて再処理することができる。
【０００８】
電源又はエネルギー貯蔵装置として、蓄電池を使用することが好ましい。このとき、多重極リングに対向する固定子を機械装置ハウジングの中に設け、この固定子を蓄電池用の電力供給装置として利用することが好ましい。機械装置ハウジングに、多重極リングに対向するように固定子を配置し、その固定子によって蓄電池に電力が供給可能であるように構成することが好都合である。この場合、多重極リングと固定子は通常使用される構造である。信号精度を改善するために、電流回路内に組み込まれているレギュレーターを介して、電流を制御することが可能である。この場合、軸の回転運動から生じる正弦波形の測定信号を、例えばオン/オフ信号に変換するトランスデューサーを設けることもできる。トランスデューサーにより、測定されたアナログ信号をデジタル信号へと変換することが可能となる。
【０００９】
この信号送信ユニットには無線アンテナを設けることができ、このアンテナによって、単数又は複数のセンサーから得られた信号を電子的制御装置に転送することができる。測定センサーは第一に、回転数、回転角度、回転のばらつきの測定に使用される。本発明のさらなる発展形態では、密封されるべき空間及び／又は周囲環境の、圧力及び／又は温度の測定に利用される測定センサーも使用される。それだけでなく、漏れやトルクを測定する測定センサーも使用できる。この測定用の装置をシール又はシールリングとともに一つのユニットにまとめることは特に有利である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、軸と結合されている測定装置を利用して機械装置ハウジング内の軸の回転運動を検出する装置であって、機械装置ハウジングに設けられている少なくとも一つのセンサーと、このセンサーに接続されているトランスデューサーとを有するものに関し、単数又は複数のセンサーが、少なくとも一つの固有のエネルギー貯蔵装置から電流を供給されていることを特徴とする。この構成により、わずかな取り付け空間しか必要としないコンパクトな構造を有するとともに非常に良好な信号精度を得ることができ、簡単かつ安価に製造可能であり、しかも取り付けの必要経費をできるだけ少なくすることのできる軸の回転運動検出装置を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
さらにいくつかの実施例を参照して、本発明を以下においてさらに詳しく説明する。図面の示す内容は、下記の通りである。
【００１２】
図１は、シールと共働して機能する本発明の一つの実施例を示す。軸３と、ここでは詳細に示さないが、ストッパカバー13を有するハウジングとの間の空隙を密封するために、シール装置30が設けられている。このシール装置30は、任意の構造とすることができる。ここに示す例において、この装置は、ストッパカバー13に固定されているシールリング31を備えている。シールリング31とストッパカバー13を固定する箇所には、ポリマー材料からなる固定シール４が設けられている。軸３に接する運動用シール５はポリマー製の挿入体によって形成され、この挿入体は２つのシールリップを有し、コイル状の引張バネによってさらに軸３に押し付けられている。軸３には支持リング６が固定して結合され、この支持リングには多重極リング７が固定されている。多重極リング７の構造は公知である。
【００１３】
多重極リング７と半径方向に対向して、センサー８が機械装置ハウジング32に収容されている。このセンサー８は、トランスデューサー14及びレギュレーター10を介して、固有の電源11又はエネルギー貯蔵装置と結合されている。同時に、電源11は、アンテナ回路12を有する信号送信ユニット33にも電力を供給する。信号送信ユニット33から送信された信号は、ハウジング32の中に別個に収容されている制御装置34によって受信され、制御装置において適切な処理を施される。この実施例では電源11として蓄電池を使用している。この蓄電池には固定子９が接続され、固定子は多重極リング７と組み合わされて、共働して機能することによって、蓄電池11に対する電力供給装置として作用する。多重極ホイール又は多重極リング７と固定子９は、電力を発生するのに必要な設計がなされている。レギュレーター10は、電流又はセンサー８の測定信号を相応して制御するように機能する。回転を検出するセンサー８だけでなく、密封されるべき空間２の圧力を測定するセンサー15、周囲環境１の圧力を測定するセンサー16、密封されるべき空間２及び周囲環境１の温度を測定するセンサー17及び18が設けられている。さらには漏れに対する検出装置として、センサー19を取り付けることもできる。またさらに軸３のトルクを検出するための装置として、センサー20が取り付けられている。このように形成されているシール装置30によって、軸３の領域に収容されている各センサーから、機械の制御装置34に、無線で信号を伝送することができる。電流を供給するケーブルと信号のための接続ケーブルは不要である。これにより、ノイズ感受性は著しく減少し、同一のアンテナ回路でさまざまな測定量の伝送を、問題なく行うことができる。センサー系の部品は、例えばネジのような適切な固定手段を利用して、取り外し可能な状態でそれぞれの支持具に保持されていることが好ましい。しかしまた固定方法として、リベット止め、クランプ止め、接着、クリップ止め、鋳込みを挙げることができる。
【００１４】
図２は、本発明の測定装置の重要な部品が適切に配置されている様子を図式的に示したものである。多重極ホイール７が支持リング６を介して軸３と結合されている。固定子９が機械装置ハウジングに固定され、固定子で発生された電流が、レギュレーター10から、トランスデューサー14を介してセンサー８へ制御されて送られる。同時に、電源11が利用されて、この電源はその他のセンサー15、16、17にも電力を供給する。アンテナ回路12を介して、制御装置34に信号が送られる。
【００１５】
図３は、本発明の装置のもう一つの実施形態を断面図で示す。この実施形態では、電源や信号伝送系を含むセンサー系すべてがブロック40にまとめられ、このブロックがハウジング開口部41に組み込まれている。この図３で使用する参照番号は、図１の参照番号と対応している。この実施例ではシールがもう一つ使用されているが、このシールも同様にブロック40と一体的に接続されている。一つの組み合わせリングが設けられ、そこでシールリング31が、軸３に装着されている対向リング35に載置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による回転運動検出装置の一つの配列の断面を図式的に示すものである。
【図２】センサー系を上面から見た図である。
【図３】本配置のもう一つの考えられる実施形態を示す図であり、断面を見た図である。
【符号の説明】
【００１７】
３      軸
４      固定シール
５      運動用シール
６      支持リング
７      多重極リング
８      センサー
９      固定子
１０      レギュレーター
１１      蓄電池
１２      アンテナ回路
１３      ストッパカバー
１４      トランスデューサー
１５      圧力センサー
１６      圧力センサー
１７      温度センサー
１８      温度センサー
１９      漏れセンサー
２０      トルクセンサー
３０      シール装置
３１      シールリング
３２      機械装置ハウジング
３３      信号送信ユニット
３４      制御装置
３５      対向リング
４０      ブロック
４１      開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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