DE1810667A1 - Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes eines Gegenstandes - Google Patents

Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes eines Gegenstandes

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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Description

BRITISH HOVERCRAFT CORPORATION LIMITED', Yeovil-Somerset, England
Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes eines Gegenstandes.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes um eine vertikale Achse eines Gegenstandes. Die Einrichtung kann auch zur Bestimmung des Gewichtes eines Gegenstandes verwendet werden, ferner auch zur Bestimmung der Lage des Massenmittelpunktes des Gegenstandes, wenn das Gewicht des Gegenstandes bekannt ist.
Unwuchtmomente können dadurch festgestellt werden, daß ein Gegenstand mit bekanntem Gewicht in einem gemessenen Abstand von einer Bezugsstelle im Gleichgewicht gehalten wird. Ein derartiges Verfahren erfordert jedoch sehr viel Sorgfalt, ist mühevoll und zeitaufwendig.
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Ziel vorliegender Erfindung ist es, das Unwuchtmoment eines Gegenstandes rasch, einfach und genau messen zu können und auch eine Vorrichtung zur Messung des Gewichtes und zur Bestimmung der Lage des Massenmittelpunktes des Gegenstandes zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes eines Gegenstandes vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine erste Plattform mit einer einstellbaren Vorrichtung zum Kippen der ersten Plattform gegenüber einer horizontalen Ebene und eine zweite Plattform, auf der/Gegenstand befestigt ist, vorgesehen sind, daß die zweite Plattform auf der ersten Plattform durch eine Kardananordnung gelagert ist, damit eine Winkel· bewegung zwischen der ersten Plattform und der zweiten Plattform ermöglicht wird, und daß die Kippvorrichtung eine Gewichtsmeßvorrichtung besitzt und die Kreiselanordnung eine Torsionsvorrichtung zur Begrenzung der Winkelverschiebung zwischen der ersten Plattform und der zweiten Plattform sowie eine Vorrichtung zur Messung der von der Torsionsvorrichtung ausgeübten Grenzdrehmomentbelastungen aufweist.
Vorzugsweise ist dabei das Torsionsmaß so ausgelegt, daß es ein Signal für das Unwuchtmoment des Gegenstandes ergibt.
Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung weist die Kreiselanordnung zwei Paare von Wellen auf, wobei die Mittenlinie eines Wellenpaares senkrecht zur Mittenlinie des anderen Wellenpaares angeordnet ist und wenigstens eine Welle bei jedem Wellenpaar an beiden Enden zur Begrenzung der Winkelbewegung zwischen der ersten Plattform und der zweiten Plattform starr angeordnet ist, und wobei eine Vorrichtung zur Messung des Grenzdrehmomentes in jeder der an beiden Enden starr befestigten Wellen vorgesehen ist.
Die Torsionsvorrichtung kann Bauteile aufweisen, welche eine begrenzte Verdrehung besitzen und die Plattformen und einen Zwischenteil der Kardananordnung miteinander verbinden.
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Gewichtsmeßvorrichtungen, zum Beispiel, elektrische Signale erzeugende Belastungszellen, können in die einstellbare Kippvorrichtung eingebaut sein, und wenn das Gewicht des zu untersuchenden Gegenstandes bekannt ist, kann aufgrund des Unwuchtmomentes die Lage des Massenmittelpunktes bestimmt werden.
Auf der zweiten Plattform ist nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ein Drucklager vorgesehen, das den Gegenstand in bezug auf die beiden senkrecht zueinander stehenden Achsen festlegt.
Die Drehmomentmeßvorrichtung enthält beispielsweise Dshnungsmeßele- % mente, die mit den Torsionsbauteilen verbunden und elektrisch so ausgelegt sind, daß sie wenigstens einen Teil einer Brückenanordnung darstellen.
Die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann zur Anpassung an den Bereich der zu messenden Unwucht/imomente dadurch verändert werden, daß die Torsionsbauteile ausgewechselt werden, die Dehnungsmeßstreifenelemente besitzen.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in seitlicher Ansicht ^ und
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1.
Eine untere Plattform 11 wird auf einer waagerechten, ebenen Fläche 12 durch drei Niveaueinstellvorrichtungen 1J> abgestützt. Die Spindeln der Einstellvorrichtungen slnd/Schraubgewinde ver sehen, so daß sie in die Plattform 11 oder eine damit befestigte Anordnung hinein oder aus ihr heraus schraubbar sind, ferner sind die Einstellvorrichtungen gerändelt, damit die Schraubwirkung unterstützt wird.
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Oberhalb der unteren Plattform 11 ist eine obere Plattform 14 mit Hilfe einer Kardananordnung vorgesehen. Die Kardananordnung besteht aus zwei vertikalen Bauteilen 15 auf der oberen Fläche der unteren Plattform 11, die eine Abstützung für einen Zwischenteil 16 der Kardananordnung mit Hilfe der Wellenbauteile 17 und 18 ergeben. In ähnlicher Weise ergeben zwei vertikale Bauteile 19 auf der Unterseite der oberen Plattform 14 und Wellenbauteile 20 und 21"Abstützungen zwischen dem Teil 16 und der oberen Plattform 14. Wie α. bei Kardananordnungen üblich* verläuft die Achse der Wellenbauteile 20 und 21 rechtwinkelig zu der Achse der Wellenbauteile 17 und l8j die Achsen werden als '1X"- und "Υ''-Achsen bezeichnete
Nach einem Merkmal der Erfindung ist wenigstens eines der paarweisen Wellenbauteile an jedem Ende starr befestigte Somit ist in der Zeichnung das Wellenbauteil 21 am einen End© starr mit dem vertikalen Bauteil 19 auf der oberen Plattform 14 und am anderen Ende mit dem Zwischenteil 16 befestigte In ählicher Meise ist das Wellen-» bauteil 18 an ihren Enden mit einem vertikalen Bauteil 15 auf der unteren Plattform 11 und dem Zwischenteil 16 starr angebracht <> Deshalb wird eine Relativbewegung zwischen der oberen Plattform 14 und der unteren Rattform 11 auf die Verdrehung in den Wellenbauteilen φ l8 und 21 begrenzt, und diese Bauteile bestehen aus einem Material, das Drehmomenteigenschaften aufweist, die für die zu messenden.Momente ausgelegt sind.
Falls erforderlich, können die Wellenbauteile 17 und 20 auch an Jedem Ende starr befestigt sein,, in der Zeichnung jedoch ist die Anordnung so gewählt, daß sie am einen Ende Antireifalager 22 auf-' weisen.
Die obere Plattform 14 ist mit einem Drucklager 23 versehen* über · welches der Gegenstand in bezug auf die "x"- und "Y"-Achsen angeordnet ist, und besitzt Anzeigevorrichtungen, s.B, Libellen 24,
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die anzeigen, wenn die Plattform die waagerechte Lage einnimmt.
Es kann ein vertikales Las tl'agerbau teil 25 mit Verbindungsstellen 26 und 27 vorgesehen sein, welche um die gleichen Achsen wie die Paare von Wellenbauteilen verdrehbar sind.
Elektrische Dehnungsmeßstreifenelemente 28 und 29 sind mit den Wellenbauteilen 18 und 21 verbunden und bilden Teile der Brückensysteme. Die beiden Ausgangssignale aus den Brückensystemen können zur Speisung entsprechender Meßinstrumente verwendet werden, die Ablesungen entsprechend dem aufgetretenen Drehmoment ergeben. Die Meßinstrumente können Nullabgleiohinstrumente oder Direktablesinstrumente sein, die Verstärker darstellen können.
Die Ausgangssignale werden beispielsweise zur Speisung eines "X"-"Y"-Schreibers verwendet, und es können Teilerelemente so angeordnet sein, daß dann, wenn das Gewicht des Gegenstandes bekannt ist, die Lage des Massenmittelpunktes angezeigt wird.
In Betrieb wird der Gegenstand auf die obere Plattform aufgesetzt und durch das Drucklager befestigt. Wenn der Massenmittelpunkt des Gegenstandes versetzt ist, kippt die obere Plattform. Die untere Plattform wird in die horizontale Lage zurückgeführt, wie durch die Ablhleinrichtungen festgestellt wird, indem die Niveaueinstellvorrichtungen die untere Plattform entgegengesetzt zu der Kippbewegung der oberen Plattform kippen.
Die Kippbewegung in der oberen Plattform erzeugt Reaktionsdrehmomente in den starr angeordneten Wellenbauteilen, deren Größe durch die Brückenschaltungen in Signale umgewandelt und den entsprechenden Anzeigevorrichtungen zugeführt wird.
Die Einrichtung kann zur Bestimmung der Größe und Lage des erfor-r derlichen Gewichtes bestimmt werden, um ein Unwuchtmoment in einem
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Gegenstand zu korrigieren. Das Unwuchtmoment in einer beliebigen Ebene des Gegenstandes kann dadurch bestimmt werden, daß Messungen des Momentes mit dem Gegenstand zuerst in einer Ebent und dann in einer anderen Ebene rechtwinkelig zur ersten Ebene vorgenommen werden.
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Claims (1)

  1. 21.11.1968 W/Ηβ - Ί - Β/ρ 6496
    Patentansprüche ι
    1. Einrichtung zur Bestimmung des Unwuchtmomentes eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Plattform (11) mit einer einstellbaren Vorrichtung (IJ) zum Kippen der ersten Plattform gegenüber einer horizontalen Ebene und eine zweite Plattform (14), auf der der Gegenstand angeordnet ist, vorgesehen sind, daß die zweite Plattform (14) auf der ersten Plattform (11) durch eine m Kardananordnung (15-21) gelagert ist, damit eine Winkelbewegung zwischen der ersten Plattform (11) und der zweiten Plattform (l4) ermöglicht wird, und daß die Kippvorrichtung (IJi) eine Gewichtsmeßvorrichtung besitzt und die Kreis el anordnung eine Torsionsvorrichtung zur Begrenzung der Winkelverschiebung zwischen der ersten Plattform und der zweiten Plattform sowie eine Vorrichtung zur Messung der von der Torsionsvorrichtung ausgeübten Grenzdrehmomentbelastungen aufweist.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torsionsmaß so ausgelegt ist, daß es ein Signal für das Unwuchtmoment des Gegenstandes ergibt.
    J. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselanordnung (1521) zwei Paare von Wellen (17, l8j 20, 21) aufweist, wobei die Mittenlinie eines Wellenpaares senkrecht zur Mittenlinie des anderen Wellenpaares angeordnet ist und wenigstes eine Welle bei Jedem Wellenpaar an beiden Enden zur Begrenzung der Winkelbewegung zwischen der ersten Plattform (11) und der zweiten Plattform (l4) starr angeordnet ist, und wobei eine Vorrichtung zur Messung des Grenzdrehmomentes in jeder der an beiden Enden starr befestigten Wellen vorgesehen ist.
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    21.11.1968 W/He - 8 - ' Β/ρ 6496
    4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder J5> dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Plattform (14) eine Vorrichtung (2J) zur Einstellung des Gegenstandes in bezug auf die beiden Achsen senkrecht zueinander aufweist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsvorrichtung Bauteile (l8, 21) besitzt, die eine begrenzte Verdrehung aufweisen und die Plattformen (11, 14) und einen Zwischenteil (l6) der Kardananordnung (15-21) miteinander verbinden.
    6. Einrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentmeßvorrichtung Dehnungsmeßstreifenelemente (28, 29) aufweist, die mit den Bauteilen (18, 21) verbunden sind, eine begrenzte Verdrehbarkeit besitzen und elektrisch als wenigstens ein Teil einer Brückenschaltung ausgebildet sind.
    7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardananordnung (15- 21) Torsionsbauteile, die an jedem Ende starr befestigt sind, sowie Torsionsbauteile, die an einem Ende in An4itreiblagern (22) drehbar angeordnet sind, aufweistp
    8. Einrichtung nach Anspruch fs dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsbauteile, die an jedem Ende starr befestigt sind, mit anderen Bauteilen, welche unterschiedliche Drehmomenteigenschaften besitzen, zur Anpassung an den Bereich der zu messenden Unwuchtmomente austauschbar sind.
    9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Vorrichtung (13) zum Kippen der ersten Plattform (ll) drei unabhängige Spindeln aufweist^, die mit Schraubgewinde versehen sind, so daß sie in die erste Plattform (11) hinein- und aus ihr herausschraubbar sind.
    10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Signale erzeugende Belastungszellen in den Kippspindeln vorgesehen sind.
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    11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Plattform (14) Nivellieranzeigegeräte (24) aufweist.
    12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein vertikales Lastlagerbauteil (25), das Verbindungsstellen (26, 27) aufweist, die sich um die gleichen Achsen wie die Kreiselachsen drehen, die erste Plattform (11) und die zweite Plattform (14) miteinander verbindet.
    IJ). Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus den Dehnungsmeßstreifenelementen (28, 29) nach ihrer Verstärkung, Meßinstrumente mit direkter Ablesung speisen.
    14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus den Dehnungsmeßstreifenelementen (28, 29) Nullabgleichmeßinstrumente speisen.
    15· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Signale aus den Dehnungsmeßstreifenelementen (28, 29) einem X-Y-Schreiber zugeführt werden.
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    -AO '
    Leerseite
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