Elektrischer Drehmomentmesser
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Drehmomentmesser, bei welchem zur Ermittlung des Drehmoments ein durch die von dem Drehmoment herrührende Torsion über Messstreifen beeinflusster elek trischer Strom gemessen wird und die Stromübertragung mit Hilfe einer Kontaktvorrichtung erfolgt, die mit ringförmigen, einen flüssigen, elektrischen Leiter enthaltenden Kammern und mit in den Leiter eintauchenden, elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Scheiben auf einer den Kammern gegenüber und zusam men. imit den Scheiben drehbaren Welle auslgreüstat ist.
Die herkömmlichste Art, das Drehmoment zu messen, ist das Abbremsen, zum Beispiel mittels des Pronyschen Zaumes. Ein solches Abbremsen ist verhältnismässig umständlich und nicht dauernd während des Betriebes möglich.
Es ist auch schon bekannt, das Drehmoment auf elektrischem Wege mit Hilfe elektrischer Messstreifen zu messen, welche an die Welle angebracht werden, an der die Messung vorgenommen werden soll. Hier besteht das Problem der Übertragung des Messstromes.
Meistens wird sich der Hilfe von Schleifringen bedient, welche jedoch für Feinmessungen und Messungen bei grossen Drehzahlen nicht sonderlich geeignet sind.
Für die Übertragung des Messstromes sind Kontaktvorrichtungen besonders geeignet, die mit ringförmigen, einen flüssigen, elektrischen Leiter enthaltenden Kammern und mit in den Leiter eintauchenden, elektrisch leitenden, gegeneinander isolierten Scheiben auf einer den Kammern gegenüber mit den Scheiben drehbaren Welle ausgerüstet sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Drehmomentmesser zu schaffen, der mit einer Kontaktvorrichtung der vorangehend erwähnten Art zu einer Einheit zusammengefasst ist.
Im wesentlichen zur Lösung dieser Aufgabe sind nach der Erfindung die Messstreifen im Innern der Kontaktvorrlchtung auf einer das Drehmoment abneh- menden, zur Kontaktvorrichtung gleichachsigen und mit deren Welle umlaufenden Welle angeordnet.
Zweckmässig ist hierbei in die als Hohlwelle ausgebildete Welle der Vorrichtung eine zweite Welle eingesetzt, die in eine Welle zwischengeschaltet bzw. zwischengeflanscht ist und welche im Innern der Hohlwelle gegenüber deren Innenumfang einen Abstandsraum belässt. Auf dem im Abstandsraum befindlichen Teil der eingesetzten Welle sind die Messstreifen vorgesehen.
Es kann von Vorteil sein, die Kontaktvorrichtung zusätzlich zu den der Drehmomentsmessung dienenden Leitern mit weiteren Leitern zu anderen Messungen auszurüsten.
Mit Hilfe der Drehmomentmessung lässt sich beispielsweise auch die Dichte von Flüssigkeiten, die Viskosität, die Zähigkeit von Mischungen usw. bestimmen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbei spiel der Erfindung durch die Wiedergabe einer zum Messen des Drehmoments eingerichteten Kontakteinrichtung im Längsschnitt.
Die zur Drehmomentsmessung eingerichtete Kontaktvorrichtung weist eine Hohlwelle 1 auf, die mit einem elektrisch isolierenden Überzug 2 versehen ist.
Auf der Welle 1 sind die mit ihr umlaufenden Kontaktscheiben 3 angeordnet, die durch Abstandsstücke 4 aus elektrisch isolierendem Werkstoff voneinander getrennt sind.
Das Gehäuse mit den Kontaktkammern 5 besteht aus den Metallscheiben 6, den elektrisch isolierenden Zwischenstücken 7 zwischen den Metallscheiben und den Endkappen 8 aus Isolierstoff oder auch aus Metall.
Hierbei ist die eine Seite der Kontaktkammern durch die in die Scheiben 7 eingesetzten Ringscheiben 7a gebildet. Das Gehäuse wird durch nicht wiedergegebene Ankerschrauben zusammengehalten, deren die zusammenzuhaltenden Teile durchgreifender Schaft mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen ist. In der Zeichnung ist eine solche Ankerschraube durch die strichpunktierte Linie 16 angedeutet. Die Hohlwelle 1 ist über die Kugellager 9 in dem Gehäuse gelagert.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kontakt vorrichtung oder der Messstromübertrager vierpolig ausgebildet.
In die Hohlwelle 1 ist eine zweite Welle 10 als Prüfwelle eingeschoben. Die Enden der Prüfwelle sind zum Anschluss an die das Drehmoment abgebende und aufnehmende Wellen eingerichtet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Welle 10 als Keilwelle ausgebildet. Je nach dem in Frage kommenden Messbereich können Prüfwellen verschiedenen Querschnitts gewählt werden, auf welche die Kontaktvorrichtung aufgeschoben wird. So können z. B. Prüfwellen für 0,5, 5,0, 50,0, 200, 500 und 1000 kpm zum Zusammenbau mit dem Messstromübertrager bzw. der Kontaktvorrichtung vorgesehen sein. Mit einer bei 11 einzuschraubenden Ma deuschraube ist die Prüfwelle über ihren Bund 12 mit der Hohlwelle 1 auf Mitnahme verbunden.
Die Prüfwelle 10 belässt im Innern der Vorrichtung gegenüber dem Innenumfang der Hohlwelle 1 einen Abstandsraum 13. Auf dem in dem Abstandsraum befindlichen Teil der Prüfwelle Isind die Drehungsstrel- fen 14 über Kreuz, z. B. dUrch Kleben, angebracht.
Die Bohrungen 15 im Bund 12 der Prüfwelle geben die Möglichkeit, Messwertgeber ausserhalb der Prüfwelle auf dem Drehkörper anzubringen und an den Messstrom übertrager anzuschliessen.
Die beiden über Kreuz auf der Prüfwelle aufgeklebten Dehnungsmessstreifen sind bei dem wiedergegebenen vierpoligen Messstromübertrager als Vollbrücke geschaltet und werden mit Trägerfrequenz von einem Generator A gespeist. Im Messzweig der Brücke liegt der Verstärker B, der bei abgeglichener Brücke kein Signal erhält. Bei einer statischen Belastung der Dehnungsstreifen 14 tritt eine Wechselspannung mit Trägerfrequenz auf, die durch die Verstimmung der Dehnungsstreifenbrücke am Verstärkereingang erzeugt wird. Bei dynamischer Belastung entsteht ein Signal aus Amplituden-modulierten Einzelimpulsen, das nach Durchlaufen des Demodulators C das Original-NF-Signal dem Oszillographen D zuführt.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, ist die Kontaktvorrichtung baukastenmässig zusammengesetzt und kann ohne weiteres für eine Übertragung von zwei bis zwölf und mehr Leiterspuren ausgelegt werden.