特許 6768657 連結負荷測定方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6768657

(24)【登録日】2020年9月25日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】連結負荷測定方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/12 20060101AFI20201005BHJP

   F16D 1/033 20060101ALI20201005BHJP

   F16D 1/00 20060101ALI20201005BHJP

   F01D 15/12 20060101ALI20201005BHJP

   F02C 7/36 20060101ALI20201005BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20201005BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   G01L5/12

   F16D1/033

   F16D1/00 200

   F01D15/12

   F02C7/36

   F02C7/00 A

   F01D25/00 V

【請求項の数】18

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-530344(P2017-530344)

(86)(22)【出願日】2015年11月26日

(65)【公表番号】特表2018-509592(P2018-509592A)

(43)【公表日】2018年4月5日

(86)【国際出願番号】EP2015077720

(87)【国際公開番号】WO2016091597

(87)【国際公開日】20160616

【審査請求日】2018年11月22日

(31)【優先権主張番号】CO2014A000042

(32)【優先日】2014年12月12日

(33)【優先権主張国】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】513243790

【氏名又は名称】ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータ

【氏名又は名称原語表記】ＮＵＯＶＯ ＰＩＧＮＯＮＥ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人サカモト・アンド・パートナーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】マラッツォ，マルコ

(72)【発明者】

【氏名】マルクッチ，ダニエーレ

(72)【発明者】

【氏名】シオンコリーニ，ステファノ

(72)【発明者】

【氏名】ジェルビ，フィリッポ

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 実公平０７−０４０１９０（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開平０３−１０７７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０３９６４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−２０１２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０８９７４２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開平１１−２２３５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 仏国特許発明第９９２１９１（ＦＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２９４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６９８６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ５／１２

Ｆ０１Ｄ １５／１２

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ７／３６

Ｆ１６Ｄ １／００

Ｆ１６Ｄ １／０３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハブ（３）によって接続された第１の駆動シャフト（１）と第２の従動シャフト（２）との間の負荷を測定するための連結負荷測定方法であって、
前記ハブ（３）は、前記ハブ（３）と前記第１のシャフト（１）および／または前記第２のシャフト（２）とに連結された少なくとも１つの可撓性連結要素（５、６）によって、前記第１のシャフト（１）および前記第２のシャフト（２）の両方に連結され、
前記方法は、前記シャフト（１、２）の動作中に、前記ハブ（３）の第１のフランジ（３１）と前記可撓性連結要素（５、６）の第２のフランジ（６１）との間の基準距離に対する距離変化を測定する測定ステップと、前記負荷を計算するために前記測定された距離変化を使用するステップとを備え、前記負荷は、前記測定された距離の線形関数として計算される、方法。

【請求項2】

前記負荷はＦ＝Ｋ×Ｘとして計算され、ただし、式中、Ｆは、前記負荷であり、Ｘは、前記基準距離に対する前記測定された距離変化であり、Ｋは、前記ハブ（３）を前記第１の駆動シャフト（１）および前記第２の従動シャフト（２）のいずれか１つに連結するために１つの連結要素が設けられている場合、前記可撓性連結要素（５、６）の軸方向の剛性に等しく、前記ハブ（３）を前記第１の駆動シャフト（１）および前記第２の従動シャフト（２）のいずれか１つに連結するために１つ以上の連結要素が設けられている場合、前記可撓性連結要素（５、６）の軸方向の剛性の和に等しい係数である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記測定ステップが、前記第１のフランジ（３１）および前記第２のフランジ（６１）に対して非接触で行われる、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記非接触の測定ステップは、少なくとも、前記第１のフランジ（３１）と第１の測定ポイント（７３）との間の距離を測定することによって、また前記第２のフランジ（６１）と第２の測定ポイント（７４）との間の距離を測定することによって行われる、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記測定ステップが、前記第１のフランジ（３１）および前記第２のフランジ（６１）の少なくとも２つの異なる測定領域（７’、７”）で行われる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記２つの測定領域（７’、７”）が、前記ハブ（３）の反対側に配置されている、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記２つの測定領域（７’、７”）が、前記ハブ（３）の反対側、前記ハブ（３）の中心回転軸（３８）に対して互いに１８０°の位置に配置されている、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記測定ステップは、少なくとも１つの測定ステーション（７’、７”）によって実行され、
前記方法は、少なくとも前記測定ステーション（７’、７”）を冷却するステップをさらに備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

ハブ（３）によって接続された第１の駆動シャフト（１）と第２の従動シャフト（２）との間の負荷を測定するための連結負荷測定装置（１００）であって、
前記ハブ（３）は、前記ハブ（３）と前記第１のシャフト（１）および／または前記第２のシャフト（２）とに連結された少なくとも１つの可撓性連結要素（５、６）によって、前記第１のシャフト（１）および前記第２のシャフト（２）の両方に連結され、
前記可撓性連結要素（５、６）は、少なくとも１つの弾性要素（５２、６２）を備え、
前記可撓性連結要素（５、６）の前記弾性要素（５２、６２）は、前記ハブ（３）と、前記第１のシャフト（１）または前記第２のシャフト（２）のいずれか１つとの両方に連結されて、２つの間でトルクを伝達し、
前記装置（１００）は、
前記ハブ（３）の第１のフランジ（３１）と、
前記可撓性連結要素（５、６）の第２のフランジ（６１）であって、前記弾性要素（５２、６２）と連結されている、第２のフランジ（５１、６１）と、
前記第１のフランジ（３１）と前記第２のフランジ（６１）との間の基準距離に対する距離変化を測定するための、少なくとも１つの測定ステーション（７’、７”）と
を備え、
前記装置（１００）は、前記負荷を、前記測定された距離の線形関数として計算する手段をさらに備える、装置（１００）。

【請求項10】

前記負荷はＦ＝Ｋ×Ｘとして計算され、ただし、式中、Ｆは、前記負荷であり、Ｘは、前記基準距離に対する前記測定された距離変化であり、Ｋは、前記ハブ（３）を前記第１の駆動シャフト（１）および前記第２の従動シャフト（２）のいずれか１つに連結するために１つの連結要素が設けられている場合、前記可撓性連結要素（５、６）の軸方向の剛性に等しく、前記ハブ（３）を前記第１の駆動シャフト（１）および前記第２の従動シャフト（２）のいずれか１つに連結するために１つ以上の連結要素が設けられている場合、前記可撓性連結要素（５、６）の軸方向の剛性の和に等しい係数である、請求項９に記載の装置（１００）。

【請求項11】

前記第２のフランジ（６１）は、前記第２の従動シャフト（２）に連結された前記可撓性連結要素（６）のフランジ（６１）である、請求項９または１０に記載の装置（１００）。

【請求項12】

前記測定ステーション（７’、７”）は、前記第１のフランジ（３１）および前記第２のフランジ（６１）の間の前記基準距離に対する距離変化を測定するための少なくとも１つのセンサ（７１、７２）を備える、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の装置（１００）。

【請求項13】

前記測定ステーション（７’、７”）は、各々が１つの測定先端部（７３、７４）を有する少なくとも２つのセンサ（７１、７２）を備え、
前記各センサ（７１、７２）の前記測定先端部（７３、７４）は、前記第１のフランジ（３１）および前記第２のフランジ（６１）のいずれか１つに対向し、前記各測定先端部（７３、７４）と相対的な前記第１のフランジ（３１）または前記第２のフランジ（６１）との間の距離を測定する、請求項１２に記載の装置（１００）。

【請求項14】

前記第１のフランジ（３１）および前記第２のフランジ（６１）の対応する測定領域に各々配置された２つの測定ステーション（７’、７”）を備える、請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の装置（１００）。

【請求項15】

前記２つの測定ステーション（７’、７”）は、前記ハブ（３）の反対側に配置されている、請求項１４に記載の装置（１００）。

【請求項16】

前記２つの測定ステーション（７’、７”）は、前記ハブ（３）の反対側、前記ハブ（３）の中心回転軸（３８）に対して互いに１８０°の位置に配置されている、請求項１５に記載の装置（１００）。

【請求項17】

請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の装置（１００）であって、
前記測定ステーション（７’、７”）は、
前記少なくとも１つのセンサ（７１、７２）を支持するための支持部（９）と、
前記支持部（９）および／または前記少なくとも１つのセンサ（７１、７２）を冷却するための冷却装置と
をさらに備える、装置（１００）。

【請求項18】

請求項１７に記載の装置（１００）であって、
前記支持部（９）は、前記各センサ（７１、７２）に少なくとも１つの温度センサ（１５、１６、１７、１８）を備える、装置（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題の実施形態は、連結負荷測定のための方法および装置に対応し、特にタービン分野に対応するが限定されるものではない。

【背景技術】

【0002】

機械分野において、機器の２つの回転シャフト（駆動および従動）が互いに連結される場合、機器自体の損傷を避けるために、２つの相対的な変位を補償する必要がある。

【0003】

駆動シャフト（またはその全体における駆動／従動機械）の一方（または両方）が可変（高い）作動温度を受け、一方のシャフトに熱膨張を引き起こす可能性があり、連結の駆動シャフトと従動シャフトとの間にそれぞれの空間変位をもたらす場合、この必要性はさらに感じられる。

【0004】

特に、理解され得るように、この必要性は、タービンシャフトをギアボックスまたは１つ（またはそれ以上）の圧縮機に連結することが通常の状況であるガスタービン分野において特に感じられる。

【0005】

タービン駆動シャフトとギアボックスまたは圧縮機の従動シャフトとを接続するために、可撓性要素を備えた可撓性連結を使用することが当該技術分野において知られている。

【0006】

具体的には、このような可撓性連結要素は、一方から他方へトルクを伝達し、異なるタイプのミスアライメント（半径または角度または両方）を補償し、いずれも他方に過大な推力を及ぼすことがないように、シャフトの軸方向変位を補償するために、２つの回転シャフト（駆動および従動）を接続する。

【0007】

すべての可撓性連結要素は、互いに平行な第１のフランジと第２のフランジとの間に介在する１つ以上の可撓性要素を備え、トルクは、連結ハブによって、各々がスペーサにボルトで固定されている可撓性要素に伝達され、２つのシャフトのミスアライメントを補償する。

【0008】

可撓性連結要素を使用することにより、２つのシャフトに作用する力が低減される。

【0009】

このような連結可撓性要素の使用とは別に、ガスタービン分野では、２つのシャフト間で伝達されるトルクを制御する方法が開発されており、トルクを測定することができる装置の例は、米国特許第７，７８４，３６４号明細書および米国特許出願公開第２０１２／０２３４１０７号明細書に記載されている。

【0010】

可撓性連結要素の使用およびトルク測定にもかかわらず、過負荷の場合には、従動シャフトのスラストベアリングに摩耗および最終的には損傷が依然として発生する可能性がある。

【0011】

したがって、スラストベアリングへの摩耗および損傷を低減するために、連結またはタービンまたはギアボックスまたは圧縮機に作用することができるように、従動シャフト（駆動シャフトも同様）の負荷を測定することが一般的に必要とされている。

【0012】

さらなる問題は、このような負荷測定を非常に正確に行うことができる方法および装置を提供することである。

【0013】

別のさらなる問題は、連結された機器（例えば、タービン／圧縮機）に干渉することなくこのような負荷測定を行うことができる方法および装置を提供することである。

【0014】

さらに別の追加の問題は、既に設置された機器（例えばタービン／圧縮機）においても、これらの機器を大幅に変更することなく、このような負荷測定を行うことができる方法および装置を提供することである。

【0015】

別の問題は、作動しているシャフトによって比較的高い温度に達することに起因する熱膨張に対して、感受性が強くないか、または感受性が限定された負荷測定を提供することである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００９／１３６３３５号明細書

【発明の概要】

【0017】

したがって、タービン／ユーザ連結の駆動シャフト／従動シャフトに生じている負荷を明確に識別するために、連結負荷測定のための改良された方法および装置が一般的に必要とされている。

【0018】

重要な考え方は、少なくとも１つの連結可撓性要素によって接続された第１の駆動シャフトと第２の従動シャフトとの間の軸方向負荷を、連結可撓性要素の少なくとも一部を測定装置の一部として用いて測定することであり、このような軸方向負荷は、駆動シャフト（例えば、タービンシャフト）と従動シャフト（すなわち、ユーザシャフト、例えば、例としてギアボックスシャフトまたは圧縮機シャフト）との間の軸方向変位の結果であるため、スラストベアリングの摩耗および損傷の主な原因である。

【0019】

これに関連して、別の重要な考え方は、回転シャフトまたは連結可撓性要素との干渉を回避するために、このような軸方向負荷測定を非接触式で行うことである。

【0020】

本明細書に開示される主題の第１の実施形態は、ハブによって接続された第１の駆動シャフトと第２の従動シャフトとの間の負荷を測定するための連結負荷測定方法に対応し、ハブは、ハブと第１のシャフトおよび／または第２のシャフトとに連結された少なくとも１つの可撓性連結要素によって、第１のシャフトおよび第２のシャフトの両方に連結され、方法は、少なくともシャフトの動作中に、ハブの第１のフランジと可撓性連結要素の第２のフランジとの間の基準距離に対する距離変化を測定するステップと、負荷を計算するために、測定された距離変化を使用するステップとを備える。

【0021】

本明細書に開示される主題の第２の実施形態は、ハブによって接続された第１の駆動シャフトと第２の従動シャフトとの間の負荷を測定するための連結負荷測定装置に対応し、ハブは、ハブと第１のシャフトおよび／または第２のシャフトとに連結された少なくとも１つの可撓性連結要素によって、第１のシャフトおよび第２のシャフトの両方に連結され、可撓性連結要素は、少なくとも１つの弾性要素、好ましくは複数の押し詰められた弾性ディスクを備え、可撓性連結要素の弾性要素は、ハブと、第１のシャフトまたは第２のシャフトのいずれか１つとの両方に連結されて、２つの間でトルクを伝達し、装置は、ハブの第１のフランジと可撓性連結要素の第２のフランジとを備え、第２のフランジは、弾性要素と、第１のシャフトと第２のシャフトとの間の基準距離に対する距離変化を測定するための少なくとも１つの測定ステーションとに連結されている。

【0022】

このようにして、少なくとも１つの可撓性連結要素を測定装置の一部として使用することによって、連結された第１のシャフトおよび第２のシャフト軸の軸方向負荷を測定することが可能であり、２つのフランジ間の距離が測定されると、シャフトに作用する軸方向の力（負荷）を測定することが可能になり、特に、シャフト間の連結（連結は第１の可撓性連結要素、第２の可撓性連結要素および接続ハブを備える）がばねシステムの挙動を有するという仮説の下では、非常に単純な数学的関係（フックの法則）を用いて、シャフトに作用する軸方向負荷を決定または測定することが可能になる。

【0023】

本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を示し、発明を実施するための形態と共に、これらの実施形態を説明する。図面の説明は以下の通りである。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】連結負荷測定装置の例示的な実施形態の横断面図である。

【図2】図１の連結負荷測定装置の正面断面図である。

【図3】図１および図２の負荷測定装置の測定ステーションの異なる断面図である。

【図4】図１および図２の負荷測定装置の測定ステーションの異なる断面図である。

【図5】図１および図２の負荷測定装置の測定ステーションの異なる断面図である。

【図6】図１および図２の負荷測定装置の測定ステーションの異なる断面図である。

【図7】熱電対を備えた先の図の測定ステーションのための支持部の正面図である。

【図8】熱電対を備えた先の図の測定ステーションのための支持部の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下の例示的な実施形態の説明は、添付の図面を参照する。

【0026】

以下の説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。

【0027】

本明細書を通じて、「一実施形態」または「実施形態」は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、または特性が、開示された主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」または「実施形態で」という表現の出現は、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

【0028】

連結負荷測定装置の一実施形態が図１〜図８に示され、全体として１００で参照される。

【0029】

連結負荷測定装置１００は、第１の駆動シャフト１と第２の従動シャフト２との間の負荷を測定するように機能する。

【0030】

駆動シャフト１は例えばタービンシャフトであり、従動シャフト２はギアボックスまたは圧縮機シャフトである。

【0031】

２つのシャフト１および２は、第１のシャフト１および第２のシャフト２の両方に連結された、ハブ３によって接続されている。

【0032】

ハブは、特定の設置に応じて、異なる形状を有することができ、例えば、添付の図面の例示的な実施形態のように、実質的に管状の形状を有することができる。

【0033】

第１のシャフト１および／または第２のシャフト２の間の連結は、少なくとも１つの可撓性連結要素を備える。

【0034】

このような可撓性連結要素５、６は、一方のシャフト１から他方のシャフト２へトルクを伝達すると同時に、異なるタイプのミスアライメント（半径または角度または両方）およびシャフトの軸方向変位も補償する。可撓性連結要素５、６は、当該技術分野において一般的に知られており、ここでは簡単な説明のみを以下に行う。

【0035】

図の例示的な実施形態では、２つの可撓性連結要素５、６が示され、１つの可撓性連結要素５は、ハブ３および駆動シャフト１に連結され、第２の可撓性連結要素６は、ハブ３および従動シャフト２に連結されている。

【0036】

他の実施形態では、ただ１つの可撓性連結要素５または６が設けられていることを理解されたい。この場合、２つのシャフト（１または２）の一方がハブに直接連結され、他方のシャフト（２または１）は、１つの可撓性連結要素５または６によってハブに連結される。

【0037】

例示的な実施形態では、すべての可撓性連結要素５、６は、ハブ３と、第１のシャフト１または第２のシャフト２のいずれか１つとに連結されて、動作中に２つの間でトルクを伝達する、少なくとも１つの弾性要素５２、６２を備える。

【0038】

好ましくは、弾性要素５２、６２は、押し詰められたディスクの中央領域および周辺領域でハブおよびシャフトに連結された、複数の押し詰められた弾性ディスクを備え、異なる原因（例えば、熱成長）に起因する、ハブおよびシャフト間の相互のミスアライメントを弾性的に補償できるようになっている。

【0039】

例示的な実施形態によれば、装置１００は、ハブ３の第１のフランジ３１と、可撓性連結要素６の第２のフランジ６１とをさらに備える。

【0040】

この実施形態では、第２のフランジ６１は、ハブ３を従動シャフト２に接続する可撓性連結要素６のフランジであるが、他の実施形態（図示せず）では、第２のフランジは、ハブ３を駆動シャフト１に接続する可撓性連結要素５のフランジ５１であることに留意されたい。

【0041】

それにもかかわらず、第１のシャフトがタービンシャフトである場合、ハブ３を従動シャフト２に接続する、可撓性連結要素６の第２のフランジ６１を使用することは、熱応力の低減に関するいくつかの利点を有する。

【0042】

第２のフランジ５１、６１は、弾性要素５２、６２と実質的に一緒に動くように、弾性要素５２、６２に連結されている。

【0043】

装置１００は、さらに、第１のフランジと第２のフランジとの間の基準距離に対する距離変化を測定するための少なくとも１つの測定ステーション７’、７”を備える。

【0044】

例示的な実施形態では、以下に説明する理由により、測定ステーション７’、７”が２つ示されているが、１つの測定ステーション７’、７”のみを設けることができることを理解されたい。

【0045】

例示的な実施形態では、測定ステーション７’および／または７”は、第１のフランジと第２のフランジとの間の基準距離に対する距離変化を測定するための少なくとも１つのセンサ、好ましくは渦電流センサを備える。

【0046】

基準距離は、シャフトの非動作状態（回転速度がほぼゼロの時）における、第１フランジおよび第２フランジの間の測定された距離である。

【0047】

例示的な実施形態では、図３〜図５に示すように、各測定ステーション７’、７”は、各々が１つの測定先端部７３、７４を有する少なくとも２つのセンサ７１、７２を備え、各センサ７１、７２の各測定先端部７３、７４は、第１のフランジ３１および第２のフランジ６１のいずれか１つに対向し、各測定先端部と相対的な第１のフランジ３１および第２のフランジ６１との間の距離を測定し、特に基準距離に対する距離変化を測定する。

【0048】

センサは、シャフトの回転軸３８に平行な方向で基準距離に対する距離または距離変化を測定するように、支持部９に取り付けられている。

【0049】

好ましくは、センサは非接触型であり、例えば光学式（レーザなど）または類似のものであり、より好ましくは、これらのセンサは渦電流式である。渦電流センサは当該技術分野において周知であり、ここでは詳細には説明しない。

【0050】

好ましくは、例示的な実施形態のように、２つの測定ステーション７’、７”が設けられ、さらに好ましくは、２つの測定ステーション７’、７”の各々は、第１のフランジ３１および第２のフランジ６１の対応する測定領域に配置されている。

【0051】

好ましくは、２つの測定ステーション７’、７”は、ハブ３の反対側に配置され、さらに好ましくは、図２で明確に見ることができるようにハブ３の中心回転軸３８に対して互いに１８０°の位置にある。

【0052】

この特定の実施形態は、連結の２つの異なる領域を測定し、また、２つのステーション７’、７”で取得された異なる測定値を補償することを可能にする、追加の利点を有し、このような補償は２つの測定値間の平均値によって行うことができる。

【0053】

例示的な実施形態では、図３〜図５に示すように、測定ステーション７’、７”は、少なくとも１つのセンサ７１、７２、または添付の図面の好ましい実施形態のように２つ設けられている場合には両方のセンサ７１、７２を支持するための、支持部９をさらに備え、センサ７１、７２は、一方が第１のフランジに対向し、他方が第２のフランジに対向するように支持部９に取り付けられている。

【0054】

支持部９は、地面に固定するか、駆動シャフトまたは従動シャフトまたはハブの少なくとも１つを備える機器のケーシングに固定することができる。

【0055】

好ましくは、支持部９は、低熱成長係数材料で作られる。

【0056】

例示的な実施形態では、図３〜図５に示すように、測定ステーション７’、７”は、センサまたは支持部の熱膨張によって誘発される測定誤差を低減するために、支持部９および／または少なくとも１つのセンサ７１、７２を冷却するための冷却装置をさらに備える。

【0057】

示された好ましい実施形態では、冷却装置は、支持部９および／または少なくとも１つのセンサ７１、７２に空気流を送るための、少なくとも１つの空気ダクト１１、１２を備える。

【0058】

空気ダクト１１、１２は、図示されていない冷却空気配管、圧縮空気源または同様のもののような冷却空気の供給源に順番に作動的に接続される。

【0059】

代替的に、冷却装置は、空気とは異なる流体、例えばセンサ７１、７２および／または支持部を冷却するための液体冷却を用いて動作させることができることに留意されたい。

【0060】

さらに、図示されていない他の実施形態では、より良好な測定結果を得るために、測定表面または測定領域を洗浄するための洗浄装置を設けることができ、これらの洗浄装置は、センサが渦電流センサの代わりに光センサ、例えばレーザセンサである場合に、特に有用である。

【0061】

この場合、測定誤差を低減するために、測定領域をほこりからきれいに保つことが特に有用であり、これは、例えばこれらの領域に向けられた空気の流れなどの洗浄装置を使用して達成することができる。

【0062】

特定の実施形態では、洗浄装置は既に記載された冷却装置に組み込まれて、これは、センサまたは支持部に向かうだけでなく、フランジに向かっても空気流を供給することによって達成することができる。

【0063】

支持部またはセンサの熱膨張または熱成長は、測定の誤差を誘発する可能性があるため、測定誤差を制限するために、図７、図８に示すように、好ましくは各センサに、少なくとも１つの温度センサを設けることが重要である。

【0064】

さらにより好ましくは、上記の図を参照して、非常に正確な測定を提供するために、各センサ７１、７２用の対になった温度センサ１５、１６および１７、１８が設けられている。

【0065】

図７および図８に示すように、各々対になったセンサ１５、１６および１７、１８は、相対的なセンサ７１、７２の反対側、好ましくは支持部９に固定された支持リング構造上にあり、各センサの周囲本体の周りに延在する。

【0066】

ここで本明細書に開示された連結負荷測定方法を参照すると、方法は上記で開示された本明細書の装置１００によって使用され得ると言わなければならない。

【0067】

方法は、第１の駆動シャフト１と第２の従動シャフト２との間の負荷を測定すること、特にこれらのシャフト１、２間の軸方向負荷を測定することを提供する。

【0068】

上記の方法は、少なくとも、ハブ３の第１のフランジ３１と可撓性連結要素５、６の第２のフランジ６１との間の基準距離に対する距離変化を測定するステップを備え、この距離変化は、２つのシャフト１、２が回転動作する時に、動作状態で測定される。

【0069】

この方法は、負荷を計算するために、測定された距離変化を使用するステップをさらに備える。

【0070】

特に、負荷は、測定された距離の線形関数として計算される。

【0071】

さらに好ましくは、軸間の連結（連結は、第１のシャフトまたは第２のシャフトのいずれか１つ、および可撓性連結要素、および接続ハブを備える）が、ばねシステムの挙動を有するという仮説の下では、負荷をＦとし、基準距離に対する測定された距離変化をＸとすると、負荷はＦ＝Ｋ＊Ｘとして計算され、非常に単純な数学的関係（フックの法則）を用いて、シャフトに作用する軸方向負荷を決定または測定することが可能になる。

【0072】

特に、ハブ３を第１のシャフトおよび第２のシャフトのいずれか１つに連結するために、１つの連結要素が設けられている場合、Ｋは可撓性連結要素の軸方向の剛性と実質的に等しい係数である。

【0073】

ハブ３を第１のシャフト１および第２のシャフト２に連結するために、２つの連結要素が設けられている場合、Ｋは可撓性連結要素の軸方向の剛性の和に実質的に等しい係数である。

【0074】

本明細書に記載される好ましいが限定されない実施形態では、測定ステップは、第１のフランジ３１および第２のフランジ６１に対して非接触で行われる。

【0075】

非接触測定により、測定センサとの間の摩耗を回避し、より良い測定を行うことができ、このことは、駆動シャフトがタービンシャフトである場合、動作時に回転スピードが特に速いため、特に有用である。

【0076】

好ましくは、非接触測定は、渦電流センサによって行われる。

【0077】

さらに好ましくは、動作時に、非接触測定のステップは、少なくとも、第１のフランジ３１と第１の測定ポイント７３との間の距離を測定することによって、また第２のフランジ６１と第２の測定ポイント７４との間の距離を測定することによって行われる。

【0078】

測定の誤差を低減するために、第１のフランジ３１および第２のフランジ６１には少なくとも２つの異なる測定領域７’、７”が設けられる。

【0079】

好ましくは、２つの測定領域は、ハブ３の反対側にあり、さらに好ましくは、ハブ３の中心回転軸３８に対して互いに１８０°の位置にある。

【0080】

測定ステップは、少なくとも１つの測定ステーション７’、７”によって実行され、方法は、少なくとも測定ステーション７’、７”、好ましくは少なくともセンサを冷却するステップをさらに提供する。

【0081】

冷却ステップは、少なくとも、測定センサに向けられた空気流によって行われることが好ましく、空気流は、少なくともセンサを冷却するように、測定ステーションの温度よりも低い温度を有する。
１ 駆動シャフト
２ 従動シャフト
３ ハブ
５ 可撓性連結要素
６ 可撓性連結要素
７’、７” 測定ステーション
９ 支持部
１１ 空気ダクト
１２ 空気ダクト
１５ 温度センサ
１６ 温度センサ
１７ 温度センサ
１８ 温度センサ
３１ 第１のフランジ
３８ 中心回転軸
５１ 第２のフランジ
５２ 弾性要素
６１ 第２のフランジ
６２ 弾性要素
７１ センサ
７２ センサ
７３ 測定先端部
７４ 測定先端部
１００ 連結負荷測定装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】