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Dynamometer.
Die Erfindung betrifft ein Dynamometer zum Anzeigen des Drehmoments oder Drucks zwischen zwei sich drehenden Teilen.
Bei Torsions-Dynamometern oder Umdrehungskraftmessern ist es schon vorgeschlagen worden, eine Anzeige mittels eines Druckmessers zu erzielen, der in den die Flüssigkeit, z. B. 01, enthaltenden Raum eingeschlossen ist, wobei die Flüssigkeit entweder auf eine Membran oder auf einen Kolben wirkt. Derartige Einrichtungen haben sich aber nicht als zweckmässig erwiesen, weil der Druckmesser nur den Flüssigkeitsdruck messen kann, nicht aber den Druck, der dazu erforderlich ist, um die Membran zu spannen. Ausserdem lassen sich Undichtigkeiten nicht vermeiden, und wenn diese vorkommen, dann haben sie zur Folge, dass die ganze Ablesung unrichtig wird. Überdies lassen sich Kolben niemals vollkommen abdichten und frei beweglich machen.
Ist der Kolben gut abgedichtet, dann bewirkt die für seine Bewegung erforderliche Reibung, dass die Altlesung des Druckmessers in bezug auf die Winkelnacheilung der beiden zueinander drehbaren Teile unrichtig wird.
Nach der Erfindung werden diese Übelstände dadurch vermieden. dass man den einen Teil durch eine Flüssigkeit stützt, die dauernd von einer Druckquelle aus zugeführt wird, und dass man den Druck, der den betreffenden Teil nach Massgabe des Drehmoments oder Drucks zwischen
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betreffenden Teil zu stützen.
Die Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, und zwar ist Fig. 1 ein Querschmtt nach der Linie I-I der Fig. 2 und eine Ausführungsform des Dynamometers oder Umdrehungskraftmesser mit Zahnrädergetrieben und Fig, 2 ein Längsschnitt nach der Linie lI-II in Fig. 1.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist angenommen, dass die treibende Weile aus einer Hohlwelle mit einer darin liegenden Achse besteht, deren eines Ende mit dem Ende der Hohlwelle verbunden ist, während das andere Ende mit der schnell laufenden Maschine durch eine Kupplung verbunden ist ; indessen ist die besondere Antriebsweise für die Erfindung nicht weiter wesentlich. Die Vorrichtung besteht hier aus einem Grundgestell 1 mit einem darin gelagerten grossen Zahnrad 2 oder mehreren solchen. Diese stehen mit entsprechenden kleineren Zahnrädern in Eingriff, die in einem schwebenden Rahmen 77 gelagert sind. Nach mehreren in dem Grundgestell enthaltenen Zylindern 3,4 und 5 kann eine geeignete Flüssigkeit, z.
B. öl, durch eine verhältnismässig enge Zutrittsöffnung 6 und einem Kanal 7 im
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Rahmen so in bezug auf das Getriebe geregelt werden kann, dass ein richtiger Eingriff der Zähne des kleinen und grossen Rades aufrecht erhalten, dabei aber gleichzeitig eine senkrechte Winkelbewegung des kleinen Zahnrades gegen die übrigen Teile ermöglicht wird.
Den Zylindern wird eine Drucldlüsaigkeit, z. B. öl, durch das Rohr 11 von irgend einer (in der Zeichnung nicht ersichtlichen) Quelle aus dauernd zugeführt und der Austritt der Flüssigkeit von den Zylindern wird selbsttätig gesteuert, und zwar nach Massgabe der Änderungen in der Stellung des schwebenden Rahmens 17, wie solche sich aus der Änderung des Druckes zwischen den miteinander eingreifenden Zahnrädern ergibt.
Vermöge des Umstandes, dass nach dieser Erfindung das Öl oder die sonstige Druckflüssigkeit nicht dauernd in einem geschlossenen Raum bleibt, sondern ununterbrochen zugeführt und nach Massgabe des Druckes abgelassen wird, sowie vermöge des Umstandes, dass der Druckmesser 41 nicht wie bei bisher bekannten An- ordnungen von dem Druck beeinflusst wird, der von einem eingeschlossenen Flüssigkeitskörper ausgeht, sondern durch Nachlassen des Druckes, der von einer fortlaufend zugeführten Flüssigkeit- menge ausgeht, werden die oben erwähnten Übelstande vermieden und es wird eine durchaus zuverlässige Anzeige des Drehmoments, d. h. des Druckes erzielt, der dazu nötig Ì8t, um den betreffenden Maschinenteil zu stützen, und zwar unabhängig von etwaigen Temperaturänderungen und äusseren Einflüssen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist im übrigen die folgende :
Wenn den Zylindern 3, 4 und 5 Flüssigkeit durch das Rohr 11, die enge Öffnung 6 und den Kanal 7 zugeführt wird, so werden die Kolben 14, 15 und 16 in ihren Zylindern genügend gehoben, um den schwebenden Rahmen zu tragen. Wenn die kleinen Zahnräder 27, 28 entgegengesetzt zur Bewegung des Uhrzeigers umlaufen, so hat der Druck auf die Zähne der ineinander
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bis dieser Druck grösser ist als derjenige zwischen den Zähnen der ineinander eingreifenden Räder.
Dadurch werden die Kolben 14, 15 und 16 ein wenig gehoben und die Öffnung 26 freigegeben, so dass das 01 durch diese Öffnung in den Überlauf treten kann, von wo es in einen zu diesem Zweck vorgesehenen Behälter zurückgeführt werden kann. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass der mittlere Zylinder 5 und sein Kolben 16 einen grösseren Durchmesser haben als die Endzylinder und Kolben. Der mittlere Kolben ist in der Darstellung so bemessen, dass er annähernd die doppelte Grundfläche hat wie die Endkolben, da der vorwiegende Teil des Druckes auf diesen mittleren Punkt verteilt werden wird. Die Anschläge 30 hindern eine horizontale Winkelbewegung des schwebenden Rahmens, gestatten ihm aber trotzdem eine genügende senkrechte Winkelbewegung.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist für solche Einrichtungen zur Verminderung der Geschwindigkeit geeignet, bei welchen die Drehrichtung des treibenden und getriebenen Rades konstant ist. Unter gewissen Bedingungen, z. B. bei Schiffsmaschinen, ist es indessen notwendig, den Propeller und demgemäss die Turbine umzusteuern, und es müssen daher Vorrichtungen vorgesehen sein, um die Drehrichtung der ineinander eingreifenden Räder und der Wellen, auf denen sie sitzen, umkehren zu können.
Um die unter diesen Bedingungen auftretenden Beanspruchungen zu dämpfen oder zu verteilen, ist eine Reihe von Kolben 33, 34 und 36 vor-
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oberen und der unteren Kolbenreihe gehalten und derart von einem Flüssigkeitskörper getragen wird, dass die durch das Getriebe übertragenen Beanspruchungen von der Flüssigkeit in den verschiedenen Zylindern aufgenommen werden und dass der Druck auf die verschiedenen Flüssigkeitskörper je nach der Drehrichtung der Wellen verteilt werden wird.
Um die von dem Getriebe übertragene Kraft zu messen, ist ein Druckmesser 41 vorgesehen, der mit dem Kanal 7 durch ein Rohr 40 verbunden ist, so dass er den Druck der Flüssigkeit misst, welche den schwebenden Rahmen trägt und so die von dem Getriebe übertragene Kraft angibt.
Es ist hieraus ersichtlich, dass die Welle des treibenden Zahnrades ohne jedes Loger in ihrer Stellung gehalten wird und dass alle durch den Betrieb der Vorrichtung verursachten Erschütterungen von der Flüssigkeit aufgenommen werden, auf welche der schwebende Rahmen ruht.
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Dynamometer.
The invention relates to a dynamometer for displaying the torque or pressure between two rotating parts.
In torsion dynamometers or rotation dynamometers, it has already been proposed to achieve a display by means of a pressure gauge, which in the the liquid, for. B. 01, containing space is enclosed, wherein the liquid acts either on a membrane or on a piston. Such devices have not proven to be expedient because the pressure gauge can only measure the fluid pressure, but not the pressure that is required to tension the membrane. In addition, leaks cannot be avoided, and if they do occur, they result in the entire reading being incorrect. In addition, pistons can never be completely sealed and made freely movable.
If the piston is well sealed, the friction required for its movement will cause the old reading of the pressure gauge with respect to the angular lag of the two rotatable parts to be incorrect.
According to the invention, these inconveniences are avoided. that one supports the one part by a liquid that is continuously supplied from a pressure source, and that one the pressure that the part in question according to the torque or pressure between
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the part concerned.
The drawing shows a preferred embodiment of the invention, namely Fig. 1 is a cross-section along the line II of FIG. 2 and an embodiment of the dynamometer or rotational dynamometer with gear drives and FIG. 2 is a longitudinal section along the line II-II in FIG. 1.
In the exemplary embodiment of the invention shown in the drawing, it is assumed that the driving shaft consists of a hollow shaft with an axis located therein, one end of which is connected to the end of the hollow shaft, while the other end is connected to the high-speed machine by a coupling is; however, the particular type of drive is not essential for the invention. The device here consists of a base frame 1 with a large gear 2 or more such mounted therein. These mesh with corresponding smaller gears which are mounted in a floating frame 77. After several cylinders 3, 4 and 5 contained in the base frame, a suitable liquid, e.g.
B. oil, through a relatively narrow access opening 6 and a channel 7 in the
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Frame can be regulated in relation to the gearbox so that correct engagement of the teeth of the small and large wheels is maintained, but at the same time a perpendicular angular movement of the small gear against the other parts is made possible.
The cylinders are a Drucldlüsaigkeit, z. B. oil, continuously supplied through the pipe 11 from some (not visible in the drawing) source and the exit of the liquid from the cylinders is controlled automatically, according to the changes in the position of the floating frame 17, such as such results from the change in pressure between the meshing gears.
Due to the fact that, according to this invention, the oil or other pressure fluid does not remain permanently in a closed space, but is continuously supplied and released according to the pressure, and due to the fact that the pressure gauge 41 is not as in previously known arrangements is influenced by the pressure emanating from an enclosed body of liquid, but by releasing the pressure emanating from a continuously supplied amount of liquid, the above-mentioned inconveniences are avoided and a thoroughly reliable display of the torque, ie. H. of the pressure that is necessary to support the relevant machine part, regardless of any temperature changes and external influences.
The way the device works is as follows:
When the cylinders 3, 4 and 5 are supplied with liquid through the tube 11, the narrow opening 6 and the channel 7, the pistons 14, 15 and 16 in their cylinders are raised enough to support the floating frame. When the small gears 27, 28 rotate in the opposite direction to the clockwise movement, the pressure on the teeth is in one another
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until this pressure is greater than that between the teeth of the meshing wheels.
This lifts the pistons 14, 15 and 16 a little and releases the opening 26, so that the oil can pass through this opening into the overflow, from where it can be returned to a container provided for this purpose. From Fig. 2 it can be seen that the middle cylinder 5 and its piston 16 have a larger diameter than the end cylinder and piston. The middle piston is dimensioned in the illustration so that it has approximately twice the base area as the end piston, since most of the pressure will be distributed to this central point. The stops 30 prevent horizontal angular movement of the floating frame, but still allow it sufficient vertical angular movement.
The device described above is suitable for those devices for reducing the speed in which the direction of rotation of the driving and driven wheels is constant. Under certain conditions, e.g. B. in marine engines, however, it is necessary to reverse the propeller and, accordingly, the turbine, and devices must therefore be provided to reverse the direction of rotation of the interlocking wheels and the shafts on which they sit.
In order to dampen or distribute the stresses occurring under these conditions, a number of pistons 33, 34 and 36 are provided.
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The upper and lower rows of pistons are held and carried by a body of fluid in such a way that the stresses transmitted through the gearbox are absorbed by the fluid in the various cylinders and that the pressure on the various bodies of fluid will be distributed according to the direction of rotation of the shafts.
In order to measure the force transmitted by the gearbox, a pressure gauge 41 is provided which is connected to the channel 7 by a pipe 40 so that it measures the pressure of the fluid carrying the floating frame and thus the force transmitted by the gearbox indicates.
It can be seen from this that the shaft of the driving gear is held in position without any loger and that any vibrations caused by the operation of the device are absorbed by the liquid on which the floating frame rests.