DD143826A1

DD143826A1 - Drehmomentmesseinrichtung mit mehreren messbereichen

Info

Publication number: DD143826A1
Application number: DD21355179A
Authority: DD
Inventors: Alfred Lotze; Konrad Burkert; Hannelore Hunold
Original assignee: Alfred Lotze; Konrad Burkert; Hannelore Hunold
Priority date: 1979-06-12
Filing date: 1979-06-12
Publication date: 1980-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentmeßeinr3chtung mit mehreren Meßbereichen, bei der das Drehmoment mechanische Spannungen in torsionsflexiblen Drehmomentwellen bewirkt, die z.B. über Dehnmeßstreifen in elektrische Signale umgesetzt werden. Zur Gewährleistung der Genauigkeit des Meßergebnisses darf die Drehmomentmeßeinrichtung· nur für einen begrenzten Meßbereich eingesetzt werden, was bei Antrieben mit großem Drehmomentbereich· Drehmomentmeßwellen mit unterschiedlichen Torsionsquerschnitten erfordert, die von Meßbereich zu Meßbereich ausgetauscht bzw. zum Einsatz gebracht werden müssen. Die Erfindung verfolgt das Ziel, diese Nachteile zu beseitigen und stellt sich die Aufgabe, eine Drehmomentmeßeinrichtung zu schaffen, bei der ohne Montageaufwand und ohne Abschaltung des Antriebes der Meßbereichswechsel erfolgt. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß an einer Drehmomentmeßwelle mehrere Meßbereiche durch torsionsflexible Wellenabschnitte mit unterschiedlichen, jeweils den Meßbereich bestimmenden Torsionsquerschnitten gebildet sind. Über diesen Wellenabschnitten sind 'Hülsen angeordnet, die einerseits fest mit der Drehraomentmeßwelle verbunden sind und mit andererseits mit der Drehmomentmeßwelle-fest verbundenen Anschlagringen einen entsprechend dem Meßbereich einstellbaren Anschlag bilden.

Description

Drehmomentmeßeinrichtung mit mehreren Meßbereichen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Drehmomentmeßeinrichtung mit mehreren Meßbereichen stellt eine elektromechanische Meßeinrichtung dar und dient zur genauen Messung von Antriebs- und Bremsmomenten an rotierenden Antrieben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Meßeinrichtungen aus der Standardliteratur und von, Herstellerprospekten bekannt, bei denen das Drehmoment mechanische Spannungen in torsionsflexiblen Drehmoinentmeßwellen bewirkt. Durch elektrische Aufnehmer, besonders durch Dehnungsmeßstreifen$ werden diese-Torsionsspannungen bzw. die Torsionswinkel in elektrische Signale umgesetzt.

Die Genauigkeit des Meßergebnisses wird begrenzt durch Unlinearität der Abhängigkeit der mechanischen Spannung vom Drehmoment, durch Temperatureinflüsse, durch Störkräfte aus Biege- und Schwingungsbeanspruchung sowie durch Fehler der elektrischen Aufnehmer<> Da ein Teil dieser Fehler von der Meßgröße unabhängig ist, wird die Verfälschung des Meßergebnisses besonders im unteren Abschnitt des Meßbereiches unvertretbar hoch.

Um diese Mangel zu vermeiden, darf die Meßeinrichtung nur für einen begrenzten Meßbereich eingesetzt werden. Für

Ca.

kleinere Drehmomente ist eine Meßeinrichtung mil; einem kleineren Meßbereich zu verwenden. Sind Antriebe mit einem gro- . Ben Drehmomentbereich zu untersuchen, so müssen zur Aufnahme der Gesamtkennlinie häufig Drehmomentmeßwellen unterschiedlicher Torsionsquerschnitte verwendet werden« Es entstehen Verluste an Arbeitszeit und Stillstandszeiten der Meßeinrichtung durch Austausch der für einen Meßbereich jeweils benötigten Drehmomentmeßwelle.

In der DE-OS 21 47 974- wird eine Brehjnomentmeßeinrichtung beschrieben, die mehrere Meßwellen unterschiedlicher Meßbereiche besitzt« Die Meßwellen sind als Hoh.lv/ellen ausgebildet und konzentrisch ineinander angeordnet« Dadurch reduziert sich bei einem Meßbereichswechsel die Umbauarbeit auf die Montage der Kupplung für die gewünschte Meßwelle.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindimg besteht darin, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und den Meßvorgang als auch den.'Einsatz der Drehmomentmeßeinrichtung effektiver zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentmeßeinrichtung zu schaffen, bei der ohne Montageaufwand und ohne Abschaltung des Antriebes der Meßbereichswechsel erfolgen kann.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daJB an einer Drehmomentmeßwelle mehrere Meßbereiche durch bezüglich Kraftverlauf hintereinander angeordnete torsionsflexible Wellenabschnitte mit unterschiedlicher, jeweils den Meßbereich bestimmenden Torsionsquerschnitten gebildet sind« Über den torsionsflexiblen Wellenabsclmitten, zwischen denen relativ torsionssteife, im Querschnitt den übrigen Teilen der Drehmomentmeßwelle entsprechende Wellenabschnitte liegen, sind Hülsen angeordnet. Die Hülsen sind einerseits der torsions-

flexiblen Wellenabschnitte fest mit der Drehmomentmeßwelle verbunden. Mit andererseits der torsionsflexiblen Wellenabschnitte fest mit der Drehmomentmeßwelle verbundenen Anschlagringen bilden die Hülsen nach einer, den jeweiligen Meßbereich begrenzenden Torsion einen Anschlag«, Die Hülsen greifen gabelförmig in die Anschlagringe ein, wobei ein dem jeweiligen Meßbereich entsprechender Spalt zwischen Hülse und Anschlagring mittels Stellschrauben einstellbar ist.

Bei Auftreten eines steigenden Drehmoments an der Drehmomentmeßwelle werden alle Wellenabschnitte gleichzeitig beansprucht. Die größte Torsion erfährt der Wellenabschnitt mit dem kleinsten Torsionsquerschnitt und daher mit dem kleinsten Meßbereich.· Nach Erreichen der zulässigen, dem Ende des Meßbereichs.; entsprechenden Torsion, kommt die Hülse in dem Anschlagring zur Anlage und verhindert, eine Überbelastung' des Wellenabschnittes mit dem kleinsten Torsionsquerschnitt, Beansprucht wird der Wellenabschnitt mit dem nächstgrößeren Torsionsquerschnittc Dieser Vorgang wiederholt sich mit der Anzahl der Meßbereiche, ohne daß bei dem Wechsel von einem Meßbereich zum nächsten ein Montageaufwand, für einen Umbau betrieben oder der Antrieb gar abgeschaltet v/erden muß«,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Meßbereichen naher erläutert werden«. · ·

Pig. 1 zeigt einen Halbschnitt der Drehmoment-

meßeinrichtung, Pig. 2 einen Radialschnitt gemäß Fig. 1.

Zwischen einem Antrieb 1 und einem Abtrieb 2 ist eine Drehniomentmeßwelle 3 eingespannt. An der Drehmomentineßwelle 3 sind mehrere Meßbereiche durch bezüglich Kraftverlauf hintereinander angeordnete, torsionsflexible Wellenabschnitte

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4; 5 mit unterschiedlichen, jeweils den Meßbereich bestimmenden Torsionsquerschnitten gebildet. Zwischen den torsionsflexiblen Wellenabschnitten 4; 5 liegt ein relativ torsionssteifer, im Querschnitt den übrigen Teilen der Drehmomentmeßwelle 3 entsprechender Wellenabschnitt 6. Über dem Wellenabschnitt 4 ist eine Hülse 7 'angeordnet. Diese ist einerseits des Wellenabschnittes 4 über eine Paßfeder 8 fest mit der Drehmomentmeßwelle 3 verbunden. Andererseits des Wellenabschnittes 4 ist ein Anschlagring 9 auf dem Wellenabschnitt 6 fest mit der Drehmomentmeßwelle 3 verbunden. Die Hülse 7 greift gabelförmig in Aussparungen des Anschlagringes 9 ein, wobei ein dem Meßbereich des Wellenabschnittes 4 entsprechender Spalt 10 zwischen den gabelförmigen Teilen der Hülse 7 und dem Anschlagring 9 mittels Stellschrauben 11 einstellbar ist. Auf den Wellenabschnitten 4; 5 sind Dehnmeßstreifen 12 aufgebracht, die Verbindung zu einer Meßwertübertragungseinrichtung I3 haben*

Wird die Drehmomentmeßweile 3 zwischen Antrieb 1 und Abtrieb 2 durch ein'steigendes Drehmoment belastet, werden alle WeI- lenabschnitte "4; 5» 6 gleichzeitig beansprucht. Die Torsionsspannungen 'in "den Wellenabschnitten 4; 5 verursachen in den Dehnmeßstreifen 12 elektrische Meßsignäle, die über die Meßwertübertragungseinrichtung I3 zur Anzeige gelangen*, Die größte Torsion erfährt der Wei.lenabschnitt 4 mit dem kleinsten Torsionsquerschnitt. Ist der Wellenabschnitt 4 im Querschnitt so ausgeführt, daß in ihm die 3f&che Torsionsspannung des Wellenabschnitts 5 entsteht, ist bei einem Drittel des Nenndrehmoments der mittels der Stellschrauben 11 zuvor eingestellte, dem Meßbereich des Wellenabschnittes 4 entsprechende Spalt 10 zwischen den gabelförmigen Teilen der Hülse und dem Anschlagring 9 durch die Torsion überwunden« Die Hülse 7 und der Anschlagring 9 bilden einen Anschlag. Die Hülse 7 beteiligt sich, an der weiteren Übertragung des Drehmoments, so daß eine Überbelastung des Wellenabschnittes 4'ausgeschlossen ist. Der Wellenabschnitt mit dem. kleinsten Torsions quer schnitt und damit mit der größten Torsion ist nun-

mehr der Wellenabschnitt 5, der als letzter und torsionsflexibler V/ellenabschnitt mit dem größten Torsionsquerschnitt keine Hülse 7 und. keinen Anschlagring 9 benötigt, da er bei Einhaltung, des Gesamtraeßbereiches nicht überbelastet werden kann.

Der Wechsel des Meßbereichs vom Wellenabschnitt 4 zum WeI-lenabschnitt 5 erfolgt ohne Unterbrechung des Meßvorganges und ohne, daß irgendwelche Umbauarbeiten vorgenommen werden müssen.

Claims

Erfindungsanspruch

1, Drehmomentiaeßeinrichtung mit mehreren Meßbereichen zur Messung von Antriebs- und Bremsmomenten an rotierendenAntrieben, bei der das Drehmoment mechanische Spannungen in torsionsflexiblen Drehmomentmeß?/ellen bewirkt, die über geeignete Meßwertaufnahmen in elektrische Signale umgesetzt werdenj gekennzeichnet -dadurch, daß an einer Drehinoinentmeßweile (3) mehrere Meßbereiche durch bezüglich Kraftverlauf hintereinander angeordnete torsionsflexible Wellenabschnitte (4; 5) init unterschiedlichen, jeweils den Meßbereich bestimmenden Torsionsquerschnitten gebildet sind»

2 β Drehmomentmeßeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß über den torsionsflexiblen Wellenabschnitten (4; 5)_? zwischen denen relativ torsionssteife« im Querschnitt den übrigen Teilon der Drehniomentiaeßwelle (3) entsprechende Wellenabschnitte

(6) liegen, Hülsen (7) angeordnet sind, die einerseits der torsionsflexiblen Wellenabschnitte (4; 5) fest mit der Drehmomentmeßwelle (3) verbunden sind und'mit andererseits der torsionsflexiblen Wellenabschnitte (4; 5) fest mit der Drehmomentmeßwelle (3) verbundenen Anschlagringen (9) nach einer, den jeweiligen Meßbereich begrenzenden Torsion einen Anschlag bilden. .

3. Drehiaomentmeßeip-richtung nach Punkt 1 und 2_f gekennzeichnet dadurch, daß die Hülsen

(7) gabelförmig in die Anschlagringe (9) eingreifen, wobei ein dem jeweiligen Meßbereich entsprechender Spalt (10). zwischen Hülse (7) und Anschlagring (9) mittels Stellschrauben (11)·einstellbar ist.

ii2U^fL.Seitsn ZeIdinungen