DE102012015102A1

DE102012015102A1 - Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch

Info

Publication number: DE102012015102A1
Application number: DE201210015102
Authority: DE
Inventors: Werner Nold; Jürgen Andrae
Original assignee: Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-01-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentenmessflansch mit einer Drehzahl-Messvorrichtung mit kurzer Baulänge mit zwei beabstandeten Anschlussscheiben (1, 2), die mittels wenigstens eines Übertragungselements (3) zur Übertragung des Drehmoments miteinander verbunden sind, wobei an dem Übertragungselement (3) elektrische Messsignale erzeugende Sensoren (4) zur Erfassung des Drehmoments angeordnet sind, und die Messsignale vorzugsweise drahtlos an einen Messverstärker (5) übertragen werden, auf dem Umfang (6) einer der Anschlussscheiben (2) ein inkrementeller Magnetimpulsgeber (7) vorgesehen ist, der von einem Sensor (8) in radialer Richtung abgetastet wird und eine Magneteinheit (9) zur Erzeugung eines Indeximpulses vorgesehen ist, wobei die Magneteinheit (9) im Bereich des Innenrandes der Anschlussscheiben (2) angeordnet ist und der Sensor (10) zur Abtastung der Magneteinheit (9) zwischen den Anschlussscheiben (1, 2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentenmessflansch und insbesondere einen Drehmomentenmessflansch mit einer Drehzahl-Messvorrichtung.
Zur Messung der Drehmomente von Wellen ist es erforderlich, die Welle aufzutrennen und an den dabei entstehenden beiden Trennflächen den Drehmomentenmessflansch zu befestigen. Im Wesentlichen weisen Drehmomentenmessflansche zwei kreisförmige, miteinander verbundene Anschlussscheiben auf, die an den Wellenstirnseiten fest verschraubt werden. Die Anschlussscheiben sind mittels Übertragungselementen zur Übertragung des Drehmoments miteinander verbunden. An oder in diesen Übertragungselementen sind Dehnungssensoren angeordnet, deren elektrische Messsignale meist über ein Telemetriesystem erfasst werden, wobei die Antenne sich an der äußeren Umfangsfläche einer der beiden Anschlussscheiben befindet.
Um den zunehmenden Anforderungen nach Kompaktheit z. B. von Antriebsmaschinen gerecht zu werden, sollen die Drehmomentenmessflansche möglichst kurz sein. Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Drehmomentenmessflanschen mit kurzer Baulänge bekannt, wie z. B. aus den Dokumenten DE 42 08 522 A1 , EP 1074 826 B1 und DE 44 30 503 .
Bei einigen Messaufgaben ist es erforderlich, neben dem Drehmoment auch die Drehzahl der Welle zu messen. Dazu wird auf der äußeren Umfangsfläche der zweiten Anschlussscheibe ein inkrementeller Magnetimpulsgeber angeordnet, der von einem magnetempfindlichen Sensor abgetastet wird. Neben diesem inkrementellen Magnetimpulsgebe ist noch eine weitere Magneteinheit vorgesehen, die bei jeder vollen Umdrehung des Drehmomentenmessflansches einen sogenannten Indeximpuls erzeugt. Da beide Messsysteme auf der zweiten Anschlussscheibe nebeneinander angeordnet sind, ist eine vorbestimmte Dicke der Scheibe erforderlich, die aus physikalischen und messtechnischen Gründen nicht unterschritten werden kann. Durch die für den Einsatz der Magneteinheit zur Erzeugung des Indeximpulses erforderliche dickere Anschlussscheibe kann jedoch der Forderung nach einer möglichst kurzen Baulänge nicht entsprochen werden.
Es besteht somit die Aufgabe der Erfindung, einen Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch, der auf seiner zweiten Anschlussscheibe umfangsseitig einen inkrementellen Magnetimpulsgeber aufweist, zusätzlich mit einer Magneteinheit zur Erzeugung eines Indeximpulses zu versehen und dabei trotzdem eine kurze Baulänge zu erreichen.
Diese Aufgabe wird mit einem Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch nach Anspruch 1 gelöst. Der Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch weist zwei voneinander beabstandete Anschlussscheiben auf, die mittels wenigstens eines Übertragungselements zur Übertragung des Drehmoments miteinander verbunden sind. An dem Übertragungselement sind elektrische Messsignale erzeugende Sensoren zur Erfassung des Drehmoments angeordnet. Die Messsignale werden vorzugsweise drahtlos an einen Messverstärker übertragen. Auf dem Umfang einer der Anschlussscheiben ist ein inkrementeller Magnetimpulsgeber vorgesehen, der von einem Sensor in radialer Richtung abgetastet wird. Zur Erzeugung eines Indeximpulses, d. h. eines signifikanten Impulses pro vollständiger Umdrehung, ist weiterhin an dieser Anschlussscheibe in deren Innenrandbereich eine Magneteinheit und zwischen den beiden Anschlussscheiben ein Sensor zum Abtasten der Magneteinheit angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Anschlussscheibe mit dem inkrementellen Magnetimpulsgeber nun schmaler ausgebildet sein kann. Dadurch verkürzt sich die Baulänge des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass mehr Montageraum für die Magneteinheit zur Verfügung steht.
Dadurch ist es leichter möglich, z. B. größere oder mehrere Magnete einzusetzen, wobei der Einsatz von mehreren Magneten eine bessere Ausbildung des Indeximpulses ermöglicht.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches nach Anspruch 2 sind der Messverstärker, der Sensor zur Drehzahlmessung und der Sensor zur Detektion des Indeximpulses als eine Baugruppe ausgebildet. Das erleichtert die Montage und Demontage des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches unter räumlich beengten Verhältnissen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches nach Anspruch 3 bilden der Sensor zur Drehzahlmessung und der Sensor zur Detektion des Indeximpulses eine integrale Einheit, die gegenüber dem Messverstärker räumlich verstellbar und justierbar ist. Das erleichtert ebenfalls die Montage und Demontage des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches unter räumlich beengten Verhältnissen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches nach Anspruch 4 ist der Sensor zur Detektion des Indeximpulses in den Spalt zwischen den Anschlussscheiben einschiebbar oder einschwenkbar. Das erleichtert ebenfalls die Montage und Demontage des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches unter räumlich beengten Verhältnissen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit schematischen Zeichnungen näher erläutert:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches ohne Elektronik.
2 zeigt die Seitenansicht des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches.
3 zeigt eine um 90 Grad gedrehte Seitenansicht des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches und die Lage der Sensorik zur Drehzahlmessung.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches mit zwei Anschlussscheiben (1, 2) und einem zwischen diesen sich erstreckenden Übertragungselement (3) zur Übertragung des Drehmoments, wobei diese Einheit einstückig gefertigt ist. Auf dem Übertragungselements (3) sind Dehnungsmessstreifen (4) angeordnet, welche die bei Torsion auftretende Dehnung erfassen. Die Anschlussscheiben (1, 2) weisen Befestigungslöcher (11) auf, über welche diese stirnseitig an den Wellenenden befestigt werden.
Die 2 zeigt eine Seitenansicht mit der Anschlussscheibe 1, in deren Außenumfang die Sendeantenne (nicht gezeigt) eingelassen ist. Über der Sendeantenne befindet sich die Empfangsantenne (12), die mit dem Messverstärker (5) mechanisch verbunden ist.
Die 3 zeigt eine um 90 Grad gedrehte Seitenansicht des Drehmomenten- und Drehzahlmessflansches. Die Empfangsantenne (12) ist über der Sendeantenne (13) angeordnet. Auf dem Umfang 6 der Anschlussscheibe 2 ist ein inkrementeller Magnetimpulsgeber 7 angeordnet, der von einem Sensor (8) in radialer Richtung abgetastet wird. Der Sensor (8) ist mit dem Messverstärker (5) signaltechnisch verbunden. Weiterhin ist eine Magneteinheit (9) zur Erzeugung eines Indeximpulses vorgesehen, wobei die Magneteinheit (9) im Bereich des Innenrandes der Anschlussscheibe (2) angeordnet ist und der Sensor (10) zur Abtastung der Magneteinheit (9) zwischen den Anschlussscheiben (1, 2) angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4208522 A1 [0003]
EP 1074826 B1 [0003]
DE 4430503 [0003]

Claims

Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch mit zwei beabstandeten Anschlussscheiben (1, 2), die mittels wenigstens eines Übertragungselements (3) zur Übertragung des Drehmoments miteinander verbunden sind, wobei – an dem Übertragungselement (3) elektrische Messsignale erzeugende Sensoren (4) zur Erfassung des Drehmoments angeordnet sind, und die Messsignale vorzugsweise drahtlos an einen Messverstärker (5) übertragen werden, – auf dem Umfang (6) einer der Anschlussscheiben (2) ein inkrementeller Magnetimpulsgeber (7) vorgesehen ist, der von einem Sensor (8) in radialer Richtung abgetastet wird und – eine Magneteinheit (9) zur Erzeugung eines Indeximpulses vorgesehen ist, wobei die Magneteinheit (9) im Bereich des Innenrandes der Anschlussscheiben (2) angeordnet ist und der Sensor (10) zur Abtastung der Magneteinheit (9) zwischen den Anschlussscheiben (1, 2) angeordnet ist.
Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch nach Anspruch 1, wobei der Messverstärker (5), der Sensor (8) und der Sensor (10) eine Baugruppe bilden.
Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch nach Anspruch 2, wobei der Sensor (8) und der Sensor (10) eine integrale Einheit bilden, die gegenüber dem Messverstärker (5) räumlich justierbar ist.
Drehmomenten- und Drehzahlmessflansch nach Anspruch 3, wobei der Sensor (10) in den Spalt zwischen den Anschlussscheiben (1, 2) einschiebbar oder einschwenkbar ist.