[发明专利]齿轮单元以及用于控制齿轮单元的润滑泵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮单元并且涉及一种用于控制齿轮单元的润滑泵的方法。此外，本发明涉及一种用于控制齿轮单元的润滑泵的计算机程序。

背景技术

齿轮单元的润滑系统通常包括润滑泵，所述润滑泵被布置成使润滑油循环通过齿轮单元的一个齿轮级或者多个齿轮级并且通过齿轮单元的轴承。由于润滑油的粘度主要取决于温度，因此润滑泵必须以如下方式设计和操作，即润滑泵即使在润滑油是冰冷的并且因此其粘度是相对较高的情况下也不会被损坏。

原则上，能够预加热润滑油从而使润滑油在所有情况下都足够温暖到以与齿轮单元的正常使用期间相同的方式泵送。然而，在齿轮单元预备好之前，使得润滑油在冷启动的情况下也能足够温暖到以与正常使用相同的方式泵送的预热耗费时间并且消耗能量。因此，与正常使用相比，润滑泵在冷起动情况下通常以较小的扭矩和速度旋转。

然而，在冷启动过程所需的时间和润滑泵的故障风险以及另外的磨损之间存在折衷，使得扭矩和转速的更高上限在冷启动过程中导致更短的冷启动过程但是也同时导致故障风险的增加以及润滑泵的磨损的增加。为了使故障风险以及润滑泵的磨损保持在足够低的水平上，当选定在冷启动过程中使用的扭矩极限和转速极限时，就需要安全余量。然而，这有时候导致冷启动过程的持续时间会令人不满意的长的情况。

发明内容

下文陈述简要的发明内容，以便提供本发明不同实施例的若干方面的基本理解。发明内容不是本发明的广泛概述。该发明内容的意图不在于确定本发明的关键或重要元素，也不在于描述本发明的范围。下文的发明内容仅仅是以简化的形式陈述本发明的若干概念，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的开始。

在本发明中，使用术语大齿轮指代有齿的，旋转机件。两个或更多个啮合的齿轮构成齿轮级。同样地，术语齿轮在本文献中指代机械系统，其具有第一轴和第二轴，在第一轴和第二轴之间，一个或更多个齿轮级提供在旋转轴线方向上的速度和扭矩的转换和/或改变。齿轮单元包括适当的齿轮并且可以包括辅助增强系统，比如测量仪器、控制以及润滑装置。

根据本发明的第一方面，提供一种新的齿轮单元，所述齿轮单元包括：

-第一轴和第二轴，用于连接至外部机械系统；

-在第一和第二轴之间的至少一个齿轮级；

-润滑泵，用于使润滑油循环通过齿轮单元的至少一个齿轮级和轴承；

-温度传感器，用于测量润滑油的温度并且提供代表润滑油的温度的温度信号；

-电动机，用于驱动润滑泵；以及

-电气设备，用于使电动机通电以及控制电动机，从而使作用于润滑泵的扭矩低于扭矩极限，

其中，电气设备被布置成响应于温度信号的变化而改变扭矩极限。

因为作用于润滑泵的最大可容许的扭矩响应于所测量的润滑油的温度的变化而改变并且因此扭矩极限能够根据所测量的温度而被动态地改变，能够以如下方式使润滑泵在冷启动过程期间免于机械故障，即避免以将会使冷启动过程减速的不必要的严格的扭矩极限的方式。。因此，本发明解决了存在于很多现有技术的齿轮单元中的其中在冷启动过程期间使用固定的扭矩极限的技术问题，并且因此冷启动过程所需的时间和故障风险以及润滑泵的磨损之间的折衷将更为方便。

在根据本发明的示例性及优选的实施例的齿轮单元中，电气设备还被布置成控制电动机从而使润滑泵的转速低于速度极限，并且被布置成响应于温度信号的变化而改变速度极限。在根据本发明的此实施例的齿轮单元中，最大的可容许的扭矩和最大的可容许的转速两者都基于所测量的润滑油的温度确定。这个布置使得能够以如下方式使润滑泵在冷启动过程期间免于机械故障，即避免以将会使冷启动过程减速的不必要的严格的扭矩极限的方式。

润滑泵例如能够但非必要地以由静止变频器馈送的交流电动机驱动，例如感应电动机。在此情况下，扭矩极限可以利用电流极限实现而速度极限可以利用频率极限实现。

根据本发明的第二个方面，提供一种用于控制齿轮单元的润滑泵的新方法。该方法包括：

-测量通过润滑泵循环的润滑油的温度；

-控制驱动润滑泵的电动机，从而使作用于润滑泵的扭矩小于扭矩极限；以及

-响应于所测量的润滑油的温度的变化而改变扭矩极限。

根据本发明的第三个方面，提供一种用于控制齿轮单元的润滑泵的新计算机程序。该计算机程序包括计算机可执行的指令，用于控制可编程处理器以：

-发送扭矩极限至驱动润滑泵的电气系统，扭矩极限表示的是作用于润滑泵的最大可容许扭矩；以及