DE102007023537A1 - Device i.e. torque sensor, for measuring e.g. stress, has bars running along circumference, whose point lies in center of flange, and segments formed alternatively with connector for discharge and connector for divertion of torques - Google Patents
Device i.e. torque sensor, for measuring e.g. stress, has bars running along circumference, whose point lies in center of flange, and segments formed alternatively with connector for discharge and connector for divertion of torques Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Dehnungen, insbesondere betrifft sie einen Drehmomentsensor mit Anschlüssen zum Ein- bzw. Ausleiten von Drehmomenten und/oder Kippmomenten, die über Dehnungsmessstrukturen mit einander verbunden sind, welche Messwertgeber aufweisen.The The invention relates to a device for measuring strains, in particular it relates to a torque sensor with terminals for Entry or exit of torques and / or overturning moments, over Strain-measuring structures are connected to each other, which transmitter exhibit.
Unter dem Begriff Dehnungen werden hierbei die verschiedensten Parameter wie Drehmomente, Kippmomente in x- und y-Richtung, Querkräfte, Torsionskräfte und dgl. verstanden.Under The term expansions here are the most diverse parameters such as torques, tilting moments in x- and y-direction, lateral forces, Torsionskräfte and the like. Understood.
Aus
der
Eine derartige Vorrichtung als Drehmomentsensor ist besonders stabil ausgebildet, d. h. diese Vorrichtung besitzt eine hohe Biegefestigkeit, was insbesondere durch die I-profilartige Ausbildung der zwischen dem Außenring und der Innennabe vorgesehenen Stegen erreicht wird, was jedoch diese Vorrichtung weniger messempfindlich macht.A Such a device as a torque sensor is particularly stable trained, d. H. this device has a high bending strength, which in particular by the I-profile-like training of between reaches the outer ring and the inner hub provided webs which makes this device less sensitive to measurement.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine schmalbauende Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten und dgl. zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, aber dennoch präzise und sensibel auf die gewünschten Messgrössen, wie Dreh- und Kippmomente, Torsinns- und Querkräfte und dgl. anspricht.outgoing This is the object of the present invention, a narrow-fitting device for measuring torques and the like. To that is simple, yet precise and sensitive to the desired measured quantities, such as turning and tilting moments, Torsinns and shear forces and Like.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Vorrichtung als Ringflansch ausgebildet ist, der in Segmente unterteilt ist, die durch die Dehnungsmessstrukturen miteinander verbunden sind.to Solution to this problem is that the device is formed as an annular flange, which is divided into segments, which are interconnected by the strain gauges.
Nach Maßgabe der Erfindung hat es sich bewährt, die Segmente abwechselnd mit einem Anschluss für die Einleitung und einem Anschluss für die Ausleitung der Drehmomente auszubilden, wobei dann die Anschlüsse der Segmente zweckmäßig abwechselnd eine glatte Durchgangsbohrung und eine durchgehende Gewindebohrung aufweisen, während einheitliche Bohrungen ebenfalls möglich sind.To According to the invention, it has been proven that Segments alternating with a connection for the initiation and a connection for the discharge of the torques form, in which case the connections of the segments appropriate alternately a smooth through-hole and a continuous threaded hole while uniform drilling is also possible are.
Damit der Drehmomentsensor beim Verbinden mit Anschlussflanschen, z. B. von Antrieben, Getrieben, Maschinen und dgl., mit diesen nur mit den für den jeweiligen Anschluss vorgesehenen Segmenten des Ringflansches in Berührung bzw. Kontakt kommt, ist es vorteilhaft, wenn die Segmente mit der glatten Durchgangsbohrung gegenüber denen mit der Gewindebohrung – oder umgekehrt – in ihrer Dicke, bezogen auf beide Großflächen des Ringflansches, zurückgesetzt ausgebildet sind.In order to the torque sensor when connecting with connecting flanges, z. B. of drives, transmissions, machines and the like, with these only with the intended for the respective connection segments of the annular flange comes into contact or contact is It is advantageous if the segments with the smooth through-hole opposite those with the threaded hole - or vice versa - in their thickness, based on both large areas of the annular flange, are formed reset.
Um einen kreisringartigen Ringflansch zu erhalten ist es ferner von Vorteil, wenn sämtliche Anschlüsse der Segmente einem gleichen Lochkreisdurchmesser angehören, in dem sich auch die als Dehnungsmessstrukturen ausgebildeten Stege in ihrer Längserstreckung befinden.Around To obtain an annular ring flange, it is also of Advantage, if all connections of the segments belong to a same bolt circle diameter, in which also designed as strain gauges webs in their Longitudinal are located.
Zur Erfassung der Parameter wie Drehmoment usw. ist es zweckmäßig, ein- oder beidseitig der Stege die Messwertgeber in der Form von Dehnungsmessstreifen vorzusehen, die mit mindestens einem Kabel verbunden sind, das in bogenförmige Nutabschnitte je Segment verlegbar ist.to Recording the parameters such as torque, etc. it is appropriate on one or both sides of the webs the transducers in the form of Provide strain gauges with at least one cable connected in arcuate groove sections per segment can be laid.
Hierbei kann zur besseren Aufnahme des Ringflansches an den Anschlussflanschen vorteilhaft vorgesehen sein, dass die im Bereich des Zentrums des Ringflansches angeordneten bogenförmigen Wangen der Nutabschnitte bzw. rückseitig von diesen vorgesehene Wangenstege entsprechend der abwechselnden Segmentanschlüsse über die jeweilige Großfläche der Segmente ragen, wobei die erhöhten Wangen der Nutabschnitte auf der einen Großfläche des Ringflansches bei den Segmenten mit der Gewindebohrung und die Wangenstege auf der anderen Großfläche bei den Segmenten mit der Durchgangsbohrung – oder umgekehrt – vorgesehen sind.in this connection can be used to better accommodate the ring flange on the connection flanges be advantageously provided that in the region of the center of the Ringflansches arranged arcuate cheeks of the groove sections or back of these provided cheek bars accordingly the alternating segment connections over the respective Large area of the segments protrude, with the raised ones Cheeks of the groove sections on a large area of the annular flange in the segments with the threaded bore and the cheek webs on the other large area at the segments with the through hole - or vice versa - provided are.
Hierbei genügt es, wenn der Ringflansch mindestens vier Segmente und vier Stege aufweist, wobei letztere jeweils mit mindestens einem Messwertgeber bestückt werden können. Beide Elemente, die Segmente und die Stege sind dabei vorteilhaft rotationssymmetrisch anzuordnen, wobei es zur Erhöhung der Messgenauigkeit auch zweckmäßig sein kann, dass der Ringflansch acht Segmente aufweist, die dann durch acht Stege miteinander verbunden sind.It is sufficient if the annular flange has at least four segments and four webs, the latter can each be equipped with at least one transmitter. Both elements, the segmen te and the webs are advantageous to arrange rotationally symmetrical, and it may also be appropriate to increase the accuracy of measurement that the annular flange has eight segments, which are then interconnected by eight webs.
Bei den Segmenten selbst hat sich eine Bauform bewährt, bei welcher diese eine Dicke von etwa 5 bis 30 mm aufweisen und dass die Segmente beispielsweise als pyramidenförmige Sechsecke ausgebildet sind, die mit ihren jeweiligen Spitzen nach außen zeigen, wobei der gemeinsame Lochkreisdurchmesser der Anschlüsse und der Stege gegebenenfalls im oberen Drittel der Segmente verläuft. Hierbei ist es zweckmäßig, dass dann die bogenförmigen Nutabschnitte je Segment beispielsweise in deren unterem Drittel in einem gemeinsamen Kreisdurchmesser verlaufen, wobei es natürlich auch möglich ist, die Anschlüsse zum Ein- bzw. Ausleiten von Drehmomenten und dgl. versetzt anzuordnen oder sämtliche Anschlüsse mit durchgehenden Bohrungen bzw. mit Gewindebohrungen auszubilden.at The segments themselves a design has proven, in which have a thickness of about 5 to 30 mm and that the segments for example as pyramidal hexagons are formed, with their respective tips to the outside show, wherein the common bolt circle diameter of the terminals and the webs optionally in the upper third of the segments runs. It is expedient that then the arcuate Groove sections per segment, for example, in the lower third in a common circular diameter, it being natural is also possible, the connections for entering or leaving of torques and the like. To arrange offset or all Connections with through holes or with threaded holes train.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten oder dgl. vorteilhaft zwischen einem Antrieb, wie Elektromotor, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes und einer Maschine verwendet werden.After all can the inventive device for measuring of torques or the like. Advantageously between a drive, such as Electric motor, optionally with the interposition of a transmission and a machine can be used.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, diese zeigt inFurther Advantages, features and details of the present invention result from the following description of an embodiment, this shows in
Der
in
Die
Segmente
Wie
aus
Gemäß
Auf
der Seite des Ringflansches
Die
Segmente
Die
in
Wie
insbesondere aus den
Insgesamt
ist mit der vorliegenden Erfindung eine messgenaue Vorrichtung in
der Form eines einfach. aufgebauten Drehmomentsensors geschaffen
worden, der bevorzugt zur Messung von den unterschiedlichsten Dehnungen,
z. B. zwischen einem Drehmomente abgebenden Antrieb, gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung eines ohne viel Aufwand verwendet werden
kann, wobei bereits bestehende Anlagen kostengünstig mit
dem erfindungsgemäßen Drehmomentsensor nachgerüstet
werden können. Bezugszeichenliste
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