DE4042270C1 - Torque pick=up using expansion measuring strips in bridge circuit - establishes coupling between rotor and housing by slip-rings and brushes on sprung retainers - Google Patents
Torque pick=up using expansion measuring strips in bridge circuit - establishes coupling between rotor and housing by slip-rings and brushes on sprung retainersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentaufnehmer mit Dehnmeßstreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a torque transducer Strain gauges according to the preamble of claim 1.
Bei Drehmomentaufnehmern dieser Art, wie sie beispielsweise durch die DE-AS 12 91 917 bekannt sind, bestehen die Schleif ringe aus Silber und die Bürsten (Schleifer) aus einer gepres sten Silber-Graphit-Mischung. Das Bürstenmaterial ist dabei relativ weich, um eine meßtechnisch relevante Erhöhung des Übergangswiderstands durch den Bürstenabrieb zu vermeiden. Außerdem wird durch das weiche Bürstenmaterial eine Resonanz überhöhung von Eigenschwingungen der die Bürsten tragenden Federn gedämpft.With torque transducers of this type, such as, for example are known from DE-AS 12 91 917, the grinding exist rings made of silver and the brushes (grinder) made of a pressed most silver-graphite mixture. The brush material is included relatively soft in order to increase the Avoid contact resistance due to brush abrasion. In addition, the soft brush material creates a resonance exaggeration of natural vibrations of the brushes Steamed springs.
Mit dem verhältnismäßig weichen Bürstenmaterial sind jedoch die Nachteile verknüpft, daß die Lebensdauer der Bürsten nur kurz ist, daß der Bürstenabrieb zu Nebenschlüssen führen kann, denen durch häufige Wartung vorgebeugt werden muß und daß durch Stöße von außen verursachtes Prellen und Abheben der Bürsten zu häufig zu Kontaktunterbrechungen führt.However, with the relatively soft brush material linked to the disadvantages that the life of the brushes only short is that brush abrasion can lead to shunts, which must be prevented by frequent maintenance and that by Impacts from outside causing bouncing and lifting of the brushes leads to interruptions of contact too often.
Durch die DE 30 09 816 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifringkörpers aus einem Kupferrohr für elektrische Maschinen bekannt, wobei aus der Schleifringkörper-Mittel zone schräg nach innen gerichtete Haken zur Verankerung des Schleifringkörpers auf der Isolierstoffhülse ausgeschert wer den. Zweck dieser Maßnahme ist es, eine Kupferersparnis zu erzielen sowie einen einwandfreien und sicheren Halt der Schleifringe auf der Isolierstoffhülse zu gewährleisten.DE 30 09 816 A1 describes a method for the production a slip ring body made of a copper tube for electrical Machines known, from the slip ring body means zone diagonally inward hook for anchoring the Slip ring body on the insulating sleeve who sheared the. The purpose of this measure is to save copper achieve as well as a perfect and secure hold of the Ensure slip rings on the insulating sleeve.
In der DE 33 46 553 A1 ist ein Verbundmaterial für Gleitele mente mit einer gesinterten Schicht aus einer 1 bis 8 Gew.-% Graphit enthaltenden Phosphorbronze und ein Verfahren zu des sen Herstellung offenbart. Dieses Verbundmaterial soll eine hohe Materialausbeute ergeben, leicht herstellbar sein und vergleichsweise bessere mechanische Eigenschaften sowie aus gezeichnetes Biegeverhalten aufweisen.DE 33 46 553 A1 describes a composite material for sliding gels elements with a sintered layer of 1 to 8% by weight Phosphor bronze containing graphite and a process for the manufacturing disclosed. This composite material is said to result in high material yield, be easy to manufacture and comparatively better mechanical properties as well have drawn bending behavior.
Die Verwendung von Silber als Material für Kontaktelemente für Wähler von Stufenschaltern ist durch die DE 24 28 848 B5 be kannt.The use of silver as a material for contact elements for Selector of tap changers is by DE 24 28 848 B5 be knows.
Durch die DE-OS 23 20 162 ist ein Motorwähler mit den durchzu koppelnden Leitungsadern zugeordneten und auf rotierbaren Kon armen angeordneten Kontaktfedern bekannt, wobei die Kontakt federn jeweils eine elektrische Verbindung zwischen den Kon takten einer Kontaktbankreihe und einem koaxial zur Wähler achse angeordneten ortsfesten Schleifring herstellen.DE-OS 23 20 162 is a motor selector with the through coupling line wires assigned and on rotatable con poor arranged contact springs known, the contact each provide an electrical connection between the cones clocking a row of contact banks and one coaxial with the voter Produce a stationary slip ring arranged on the axis.
Um hierbei eine einfache Justierung der Kontaktfedern in ihrem den Bankkontakten zugewandten Bereich vornehmen zu können, weist das Trägerteil der Kontaktfedern an seinem den Bankkon takten zugewandten Ende ein Gegenlager auf, das in einen Schlitz des zugeordneten Kontaktfederschenkels eingreift und ein Verschieben des Kontaktfederschenkels in seiner Ebene senk recht zu seiner Längsachse ermöglicht.To make a simple adjustment of the contact springs in your to be able to carry out the area facing the bank contacts, has the carrier part of the contact springs on its the bank account clock towards the opposite end of a counter bearing that in one Slit of the associated contact spring leg engages and a shift of the contact spring leg lower in its plane right to its longitudinal axis.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifring-und Bürstenmaterial zu finden, das eine störende Erhöhung des Übergangswiderstands durch Bürstenabrieb weitestgehend aus schließt, sich nur sehr wenig abnutzt und bei Stoßbelastung in Verbindung mit einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Bür stenträger in erheblich geringerem Ausmaß zu Kontaktunter brechungen führt.The invention has for its object a slip ring and To find brush material that is an annoying increase in the Contact resistance largely from brush abrasion closes, wears out very little and when subjected to shock in connection with an appropriate design of the office to a much lesser extent to contact subordinates breaks.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in characterizing part of claim 1 solved.
In Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung sind die Bür stenträger unsymmetrisch aufgeteilt, wodurch die beiden Trä gerteile bei gleichen Bürstenmassen verschiedene Eigenfrequen zen besitzen.In the design and development of the invention are the Bür support beams asymmetrically divided, whereby the two supports parts with the same brush masses have different natural frequencies own zen.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Bürstenanordnung und Bürstenaus bildung in Verbindung mit der neuen Materialkombination ver anschaulicht, erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing which an embodiment of the brush assembly and brushes education in connection with the new material combination ver vivid, explained.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer Welle mit Tor sionsstrecke, Fig. 1 is a partial side view sion distance of a shaft with a gate,
Fig. 2 eine Ansicht der Welle mit Zubehör gemäß Fig. 1 in Richtung A, Fig. 2 is a view of the shaft with accessories in accordance with Fig. 1 in the direction A,
Fig. 3 eine Ansicht eines geteilten Bürstenträgers in vergrößerter Darstellung. Fig. 3 is a view of a divided brush holder in an enlarged view.
Der Drehmomentaufnehmer gemäß Fig. 1 besteht aus einer rotie renden Welle 10, die in einem nicht dargestellten, feststehenden Gehäuse drehbar gelagert ist. Die Welle 10 weist einen verjüngten bzw. eingeschnürten Abschnitt 11 auf, der die Tor sionsstrecke bildet, auf der Dehnmeßstreifen 12 angebracht sind, die zu einer Vollmeßbrücke 13 verschaltet sind. Auf dem norma len Durchmesser aufweisenden Wellenabschnitt 11′, der sich, wie auch der verjüngte Wellenabschnitt 11, innerhalb des nicht ge zeichneten Gehäuses befindet, sind vier Schleifringe 14, 15, 16 und 17 angebracht, denen die Bürsten 18, 19, 20 und 21 korre spondierend zugeordnet sind.The torque sensor according to Fig. 1 consists of a Rotie leaders shaft 10, fixed in a housing not shown is rotatably supported. The shaft 10 has a tapered or constricted section 11 which forms the gate sions stretch on which strain gauges 12 are attached, which are connected to a full measuring bridge 13 . On the norma len diameter shaft portion 11 ', which, like the tapered shaft portion 11 , is located within the housing not drawn, four slip rings 14 , 15 , 16 and 17 are attached, which the brushes 18 , 19 , 20 and 21st are allocated accordingly.
Die Schleifringe 14 und 15 dienen zusammen mit den Bürsten 18 und 19 zur elektrischen Speisung der auf dem verjüngten Wel lenabschnitt 11 angeordneten Meßbrücke 13, während die mit den Schleifringen 16 und 17 zusammenwirkenden Bürsten 20 und 21 elektrisch an einen Meßverstärker 22 angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal ausgewertet wird.The slip rings 14 and 15 are used together with the brushes 18 and 19 for the electrical supply of the arranged on the tapered Wel lenabschnitt 11 measuring bridge 13 , while the cooperating with the slip rings 16 and 17 brushes 20 and 21 are electrically connected to a measuring amplifier 22 , the output signal is evaluated.
Die Halter oder Träger 23 der Bürsten 18 bis 21 sind durch Blattfedern verkörpert, die beispielsweise durch Schlitzung unsymmetrisch aufgeteilt sind. Die Aufteilung ist dabei so getroffen, daß ein breiter Federteil 23′ und ein schmaler Fe derteil 23′′ gewonnen ist. Der breite Federteil 23′ ist dabei relativ steif und besitzt demgemäß eine verhältnismäßig hohe Eigenfrequenz, der schmalere Federteils 23′′ ist hingegen ver hältnismäßig weich und seine Eigenfrequenz ist dementsprechend niedriger.The holders or supports 23 of the brushes 18 to 21 are embodied by leaf springs, which are divided asymmetrically, for example by slitting. The division is made so that a wide spring part 23 'and a narrow Fe derteil 23 ''is obtained. The wide spring part 23 'is relatively stiff and accordingly has a relatively high natural frequency, the narrower spring part 23 '', however, is relatively soft and its natural frequency is accordingly lower.
Die Wahrscheinlichkeit, daß beide Federteile 23′ und 23′′ mit ihren die gleiche Masse aufweisenden Bürsten bei auftretenden Stößen gleichzeitig abheben, ist äußerst gering. Darüber hi naus werden beim Prellen die Überbrückungszeiten kürzer. Die Blattfedern 23 (Bürstenträger) sind in einem Isolierkör per 24 gehalten.The likelihood that both spring parts 23 'and 23 ''with their brushes having the same mass will simultaneously lift when shocks occur is extremely low. In addition, the bridging times are shorter when bouncing. The leaf springs 23 (brush holder) are held in an insulating body by 24 .
Die aus Lager-Bronze mit einer Graphitbeimischung bestehenden Schleifringe, wobei die Graphitbeimischung vorzugsweise um 8% herum liegt, weisen nur einen geringen Abrieb auf, weil die Graphit-Partikel überwiegend in- und auf der Schleifbahn haf ten und das verhältnismäßig harte Trägermaterial sich nur we nig abnutzt. Bevorzugt wird ein Sinter-Verbundwerkstoff ver wendet. Wie sich gezeigt hat, entstehen Nebenschlüsse erst nach mindestens zehnmal längerer Nutzungsdauer verglichen mit den bisher eingesetzten Materialien.The ones made of bronze with a graphite admixture Slip rings, the graphite admixture preferably by 8% lying around, show only slight abrasion, because the Graphite particles predominantly in and on the grinding track ten and the relatively hard backing material little wears out. A sintered composite is preferred turns. As has been shown, shunts only appear after at least ten times longer useful life compared to the previously used materials.
Die aus Hartsilber hergestellten Bürsten 18 bis 21 sind eben falls einer nur sehr geringen Abnutzung unterworfen, so daß kleinere Bürsten und damit geringere Massen verwendet werden können. Durch die Erhöhung der Eigenresonanzen wird der Dreh momentaufnahmer auch beschleunigungssicherer.The brushes 18 to 21 made of hard silver are just subject to very little wear, so that smaller brushes and therefore smaller masses can be used. By increasing the natural resonances, the torque absorber is also more reliable in terms of acceleration.
Die Graphitbeimischung zur Lagerbronze kann prozentual auch im Bereich zwischen 5 bis 15% oder geringfügig darunter oder darüber liegen.The graphite admixture to the bearing bronze can also be a percentage in the range between 5 to 15% or slightly below or lie above.
Claims (4)
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DE19904042270 DE4042270C1 (en) | 1990-12-31 | 1990-12-31 | Torque pick=up using expansion measuring strips in bridge circuit - establishes coupling between rotor and housing by slip-rings and brushes on sprung retainers |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4042270C1 true DE4042270C1 (en) | 1992-04-23 |
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DE19904042270 Expired - Lifetime DE4042270C1 (en) | 1990-12-31 | 1990-12-31 | Torque pick=up using expansion measuring strips in bridge circuit - establishes coupling between rotor and housing by slip-rings and brushes on sprung retainers |
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