DE2100487A1

DE2100487A1 - Verfahren und Gerät zur Messung von Drehmomenten

Info

Publication number: DE2100487A1
Application number: DE19712100487
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-01-07
Filing date: 1971-01-07
Publication date: 1972-07-20

Description

"Verfahren und Gerät zur Messung von Drehmomenten" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zur Messung von Drehmomenten rotierender Wellen oder sonstiger rotierender Teile.
Überall dort, wo Leistungsmessungen an rotierenden Maschinen vorgenommen werden, ist es notwendig, Drehmomente zu messen, da das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl die Leistung ergibt. Es sind verschiedene Arten, Drehmomente an rotierenden Wellen zu messen, bekannt. Diese Arten der Drehmomentmessung sind jedoch mit erheblichen Nachteilen verbundene So bestehen die Nachteile einer Drehmomentmessung mittels Bremszäune und Waage darin, daß die Geräte viel Platz in Anspruch nehmen, unhandlich sind und sehr oft den zu messenden Maschinen angepaßt und je nach Leistung auch gekühlt werden müssen.
Pendel generatoren und -motoren sind in ihrer Anwendung zur Drehmomentmessung beschränkt und mit hohen Kosten verbunden. Es können nur solche Maschinen zur Anwendung kommen, die für eine bestimmte Leistung ausgelegt und für eine bestimmte Anordnung konstruiert sind. Man ist dabei an einen festen Standplatz gebunden.
Dehnungsmeßstreifen bzw. Dehnungsmeßstreifen-Kupplungen erfordern zur Stromzufuhr und zur Abnahme der Signale Schleifringe. Weil aber Schleifringe reibungsbehaftet sind, bestehen gewisse Grenzen, unterhalb derer Drehmomente nicht mehr gemessen werden können.
Entsprechendes gilt auch für hydraulische Systeme, deren Signal-Umsetzungsvorrichtungen ebenfalls reibungsbehaftet sind. So muß z.B. Drucköl der rotierenden Welle zugeführt und von dieser'abgeführt werden.
Den meisten dieser Geräte fehlt die Möglichkeit zur Anwendung bei sehr hohen Drehzahlen. Außerdem ist das Messen sehr kleiner Momente, etwa in der GrößenordnunJ von 50 pcm oder darunter, praktisch nicht möglich. Auch ist meist ein Umrechnen elektrischer bzw. hydraulischer Werte in Drehmomente erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisherigen Arten der Drehmomentmessungen zu vermeiden. Insbesondere strebt die Erfindung eine Drehmomentmessung an, die es erlaubt, das Drehmoment bei beliebigen Drehzahlen möglichst unmittelbar sowie auch kleine Drehmomente, z.B. in der Größen--ordnung von 50 bis 500 pcm bzw. unter 50 pcm, möglichst genau feststellen zu können. Auch will man ein Gerät erhalten, welches mit Ausnahme einer sehr geringen Lagerreibung reibungsfrei arbeitet, kleine Abmessungen aufweist, möglichst als selbsttragendes Kupplungsstück ausführbar ist und praktisch drehzahlunabhängig arbeitet.
Die Erfindung besteht demgemäß in einem Verfahren, bei dem die relative, in Abhangigkeit vom Drehmoment in Torsionsrichtung auftretende Verschiebung zwischen einem treibenden Teil und einem mit demselben torsionselastisch verbundenen getriebenen Teil, das von dem treibenden Teil mit dem zu messenden Drehmoment angetrieben wird, im Takt des Umlaufes auf stroboskopische Art angezeigt wird. Vorzugsweise werden zur Anzeige auf stroboskopische Art Vergleichsmarkierungen am treibenden und am getriebenen Teil im Takt des Umlaufes zur Erzeugung eines zusammenhängenden Bildes durch eine Lichtquelle beleuchtet.
U.U. kann es auch zweckmäßig sein, anstelle von Lichtstrahlen andere Strahlen, z.B. unsichtbare Strahlen im Infra- oder Ultra-Bereich zu verwenden. Soweit daher im folgenden von Lichtstrahlen gesprochen wird, sollen auch solche Strahlen, insbesondere elektromagnetischer Art, darunter mitverstanden sein.
Durch das erfindungsgemäße Meßverfahren ist es möglich, praktisch verlustlos zu messen und daher auch sehr kleine Drehmomente fehlerfrei oder fehlerarm zu erfassen. Auch können Drehmomente bei sehr hohen Drehzahlen gemessen werden, bei denen die bisherigen Meßverfahren oder Meßgerät versagten. Von besonderem Vorteil ist es ferner, daß das Drehmoment direkt abgelesen werden kann.
Darüber hinaus erfordert das erfindungsgemäße Verfahren nur ein sehr einfaches und billiges Gerät. Das Gerät kann im wesentlichen als Drehmomentkupplung zwischen einem treibenden und getriebenen Teil eingeschaltet und als selbsttragende Kupplung verwendet werden. Treibendes und getriebenes Teil können auch zu einem einheitlichen torsionselastischen Teil vereinigt sein.
Durch die torsionselastische Kupplung des treibenden mit dem getriebenen Teil entsteht unter der Wirkung des zu Ubertragenden Drehmomentes eine relative Verschiebung beider Teile zueinander in Drehrichtung, deren Größe von dem Drehmoment abhängig ist. Bei geeigneter Bemessung der elastischen Kupplung bzw. des torsionselastischen Kupplungskörpers kann nach der Formel r = Md . L eine im wesentlichen proportionale E.J Abhängigkeit des Verdrehwinkels f vom Drehmoment Md erzielt werden. Doch kann auch eine andere Abhängigkeit, etwa nach einem quadratischen oder logarithmischen Gesetz, vorgesehen sein.
Da die beiden Teile bzw. die torsionselastische Kupplung umlaufen, ist es nach den bisherigen Verfahren nicht möglich, eine direkte Ablesung der relativen Verdrehung des treibenden und getriebenen Teils zueinander vorzunehmen.
Durch Anwendung des stroboskopischen Verfahrens, bei dem die Vergleichsmarkierungen im Takt des Umlaufes durch einzelne Lichtimpulse beleuchtet werden, ist es jedoch möglich, ein stehendes oder praktisch stehendes Bild der Vergleichsmarkierungen zu erhalten und damit die relative Verschiebung dieser Markierungen zueinander unmittelbar abzulesen.
Die Erfindung besteht des weiteren zu einem wesentlichen Teil in einem Gerät, das einen treibenden und einen mit diesem torsionselastisch verbundenen getriebenen Teil, sich in Abhängigkeit vom Drehmoment in Drehrichtung relativ zueinander verschiebende Vergleichsmarkierungen an beiden Teilen und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines aus einzelnen Bildimpulse zusammengesetzten beobachtbaren BiLdes der umlaufenden Vergleichsmarkierungen auf stroboskopische Art aufweist.
Vorzugsweise dient zur Erzeugung der Bildimpulse eine im Takt des Umlaufes gesteuerte Lichtquelle. Hierbei kann ein übliches Stroboskop verwendet werden, sofern dasselbe mit einer entsprechend gesteuerten Lichtquelle kombiniert wird0 Doch kann das Gerät auch ohne ein solches Stroboskop verwendet werden.
So kann zur Erzeugung der Bildimpulse eine mitumlaufende Lichtquelle auf einem der beiden torsionselastisch verbundenen Teile angeordnet und mindestens ein nicht-mitumlauSender Reflektor (insbesondere Spiegel) zur intermittierenden Reflektion der umlaufenden Strahlen auf die Vergleichsmarkierungen vorgesehen sein.
Eine andere Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren zu verwirklichen, besteht darin, die Lichtimpulse durch eine außerhalb der umlaufenden Teile angeordnete, stationäre Lichtquelle zu erzeugen und durch eine Vorrichtung auf einem der beiden torsionselastisch verbundenen umlaufenden Teile im Takt des Umlaufes an die Vergleichsmarkierungen weiterzuleiten, Zu diesem Zweck weist beispielsweise die Vorrichtung zur intermittierenden Weitergabe der Strahlen einen auf dem einen umlaufenden Teil angeordneten Reflektor (5Spiegel) und einen stationär aflgeordneterl Reflektor zum ReClektieren der vom erstgenannten Reflektor an ihn intermittierend weitergegebenen Strahlenimpulse auf 0 Zur Erzielung einer möglichst geringen Reibung und damit einer hohen Genauigkeit und Empfindlichkeit des Meßgerätes sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treibender und getriebener Teil durch Wälzlager gegeneinander abgestützt. Hierbei kann erreicht werden, daß das Reibmoment des Wälzlagers den Wert von 0,1 pcm nicht überschreitet.
Das Drehmoment kann sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn gemessen werden. Der Meßbereich ist an sich nicht begrenzt, reicht jedoch mindestens von 0 bis ca.
1000 pcm. Bei einem relativ kleinen Drehmoment von 50 pcm beispielsweise, welches noch gut abgelesen werden kann, würde der Fehler bei einem Reibmoment von 0,1 pcm nur 0,2 ffi betragen.
Vorzugsweise ist das torsionselastische Kuppelelement austauschbar eingesetzt, so daß das Meßgerät für sehr verschiedene Meßbereiche verwendbar ist.
Zur torsionselastischen Kupplung von treibendem und getrie-(Schraubenfeder) benem Teil kann eine gewundene Biegefeder/,ein Torsionsstab oder ein anderes auf Torsion in geeigneter Weise ansprechendes Element verwendet werden.
Treibender und getriebener Teil können als Welle z.B. Hohlwellen, mit Mitnehmerprofil oder Klemmelement ausgeführt sein.
Als Vergleichsmarkierungen können am Umfang eines der beiden torsionselastisch verbundenen Teile eine Skala und auf dem anderen dieser beiden Teile eine Nullmarkierung vorgesehen sein. Mindestens eine der beiden Markierungen ist zweckmäßig in Umfangsrichtung einstellbar, z.B. auf einem einstellbaren Stellring angeordnet, so daß eine genaue Justierung der Markierungen möglich ist.
Die Spiegelfläche für die Steuerung der Lichtstrahlen kann aufgeklebt, durch Polieren oder in sonstiger geeigneter Weise hergestellt sein. Sie ist beispielsweise in Axialrichtung neben einer Nullmarkierung, z.B. auf dem Stellring angeordnet.
Das Gerät weist ferner zweckmäßig außer einer solchen Spiegelfläche eine schwarz-matte Oberfläche mit hellen bzw. in Leuchtfarbe ausgeführten Vergleichsmarkierungen auf. Die von dem umlaufenden Drehmomentmeßgerät aktiv oder passiv ausgestrahlten Lichtimpulse können ferner zur Zählung, insbesondere in an sich bekannter Weise zur Ermittlung der Drehzahl oder zur photoelektrischen Steuerung eines Stroboskopes, herangezogen werden, letzteres z.B. in der Weise, daß die vom Meßgerät intermittierend (aktiv oder passiv) ausgestrahlten Lichtstrahlen auf eine Photozelle auftreffen, die ihrerseits ein Stroboskop zur Erzeugung verstärkter synchroner Lichtblitze zwecks Erzielung eines stehenden Bildes steuert.
Als Strahlenquelle ist beispielsweise auf dem einen der beiden torsionselastisch verbundenen Teile eine elektrische Zelle zusammen mit einer elektrischen Lichtquelle (z.B. Glühbirne) mit Optik eingebaut, insbesondere derart, daß die Lichtstrahlen radial neben einer Nullmarkierung ausgestrahlt und durch Reflektion auf die Markierung zurückgeworfen werden.
Lichtquelle und Spiegel sowie gegebenenfalls eine elektronische Drehzahlanzeige können zu einer Einheit zusammengebaut sein.
Zur Energieversorgung kann das Gerät mit Anschlüssen für Netzstrom und/oder für elektrische Zellen und Speicher versehen sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigen Fig. 1 eine für das Meßgerät verwendbare torsionselastische Kupplung mit gewundener Biegefeder, Fig. 2 eine schematische Darstellung für die stroboskopische Ablesung des Drehmomentes mit einer auf einem der torsionselastisch miteinander verbundenen Teile angeordneten Lichtquelle, Fig. 3 eine entsprechende schematische Darstellung mit einer außerhalb der torsionselastisch gekuppelten Teile angeordneten stationären Lichtquelle, Fig. 4 eine Alternative zu Fig. 1, Fig. 5 eine weitere Alternative zu Fig. 1 und 4 und Fig. 6 eine Ausführungsform einer torsionselastischen Kupplung unter Verwendung eines Torsionsstabes.
In Fig. 1 ist beispielsweise mit 10 eine treibende Welle, mit 11 eine getriebene Welle bezeichnet. Auf der treibenden Welle ist ein Stellring 12 fest aufgesetzt, beispielsweise mittels einer Klemmschraube 15 auf der Welle 10 befestigt.
Die getriebene Welle 11 weist ein mit ihr fest verbundenes, z.B. mittels einer Stellschraube 14 fest verbundenes Teil 15, z.B. ebenfalls einen Stellring, auf, mit dem mittels einer Schraube 16 eine Hülse 17 fest verbunden ist. Die getriebene Welle 11 stützt sich hierbei mittels der Hülse 17 über ein Kugellager 18 auf der treibenden Welle 10 ab. Natürlich kann auch 11 die treibende und 10 die getriebene Welle sein.
Mit der Welle 10 ist des weiteren ein Mitnehmer 19, mit der getriebenen Welle 11 bzw. dem Teil 15 ein Mitnehmer 20 fest verbunden. Zwischen den beiden Mitnehmern 19 und 20 ist eine Schraubenfeder (gewundene Biegefeder) 21 gespannt, die als torsionselastisches Drehelement zwischen den Wellen 10 und 11 wirkt. Bei Antrieb der treibenden Welle und bei Belastung der getriebenen Welle durch ein Drehmoment kann sich die Schraubenfeder 21 in Torsionsrichtung verformen, wobei die Verformung in der einen oder anderen Richtung - je nach Drehrichtung der Wellen - proportional oder etwa proportional mit dem Drehmoment auftritt.
Auf dem Stellring 12 ist eine Nullmarke 0 aufgetragen, auf der konzentrisch zum Stellring 12 liegenden Hülse 17 eine Skala M aufgetragen, die z.B. ebenfalls eine Nullmarke 0' aufweist.
Die Anordnung ist hierbei derart getroffen, daß in der unbelasteten Stellung des Gerätes, das als selbsttragende Kupplung insgesamt mit 22 bezeichnet ist, die beiden Nullmarken 0 und o', wie dargestellt, in ihrer Umfangslage übereinstimmen.
Wird eine der beiden Wellen, z.B. 10, angetrieben und die andere Welle, z.B. 11, belastet, überträgt sich das Drehmoment von der einen auf die andere Welle über die torsionselastische Feder-21, wobei je nach der Größe des Ubertragenen Drehmomentes die treibende Welle der angetriebenen Welle voraus läuft und sich demgemäß die eine Nullmarke gegenüber der anderen Nullmarke in Umfangsrichtung verschiebt, was durch die Skala M angezeigt wird.
Zur Justierung der Nullmarken, also zur genauen Übereinstimmung der Marke 0 und der Marke O' in der unbelasteten Stellung, ist, wie beschrieben, mindestens die eine dieser Markierungen auf einem gegenüber der zugeordneten Welle-einstellbaren Stellring angeordnet. Zur Justierung wird hierbei beispielsweise die Klemmschraube 13 gelockert und Stellring 12 gegenüber der Welle 10 bei nicht übereinstimmender Lage der Nullmarken so weit verdreht, daß Übereinstimmung hergestellt ist.
Da das Gerät 22 - mit u.U. sehr hohen Drehzahlen - umläuft, ist ein unmittelbares Ablesen des Drehmomentes nicht möglich.
Erfindungsgemäß ist daher ein Ablesen auf stroboskopische Art vorgesehen0 Hierzu dienen beispielsweise die in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellten Anordnungen.
Nach Fig. 2 ist zu diesem Zweck auf dem Stellring 12 eine Lichtquelle 23, z.B. eine Glühbirne mit Objektiv, angebracht, welche ihre zusammen mit dem Gerät umlaufenden Strahlen 24 im Takt des Umlaufes gegen einen Spiegel 25 wirft, der die Strahlen intermittierend auf dem Wege 26 auf die Markierung O/M immer dann reflektiert, wenn die Strahlen 24 den Spiegel 25 treffen. Da das Aufleuchten der Markierungen jeweils in gleicher Drehlage des Stellringes 12 bzw. der Nullmarke 0 erfolgt, und zwar bei höheren Drehzahlen in einer solchen Aufeinanderfolge (z.B. von 20 Bildern pro Sekunde oder mehr), daß das Auge ein zusammenhängendes Bild der Markierungen erhält, ist die Torsionsverschiebung der Skalenmarkierung M gegenüber der Nullmarke 0 ohne weiteres sichtbar und ablesbar. Zweckmäßig sind die Markierungen O bz. M hell auf dunkler Oberfläche bzw. mit Leuchtfarbe aufgetragen, so daß sich ein helles und deutliches Bild der Markierungen ergibt.
Natürlich kann - wie sinngemäß auch in allen später beschriebenen Fällen - die Nullmarkierung 0 auch auf der Hülse 17 und die Skalenmarkierung M auf dem Stellring 12 angebracht sein, wie auch sonst die Markierungen in beliebiger geeigneter Weise, z.B. auch beiderseits durch Skalen, ausgerührt sein kann.
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Falle ist eine stationär angeordnete Lichtquelle 27> z.B. eine einfache Stablampe, verwendet, die ihre Strahlen 28 gegen einen Spiegel 29 auf dem Stellring 12 des Gerätes richtet.
Der Spiegel 29 kann als gesondert hergestellter Spiegel in den Stellring 12 eingebaut bzw. auf diesen aufgeklebt oder in sonstiger Weise befestigt sein, oder es kann die Oberfläche des Stellringes 12 an der Stelle 29 durch Schleifen und Polieren als spiegelnde Fläche hergestellt sein.
Um ein- Reflektieren auch der übrigen Fläche zu verhindern, ist diese vorzugsweise geschwärzt. Der Spiegel 29 wirft die Strahlen entsprechend Fig. 2 intermittierend auf dem. Wege 24 gegen den Spiegel 25, der die Strahlen wieder auf dem Wege 26 zu den Markierungen O bzw. M reflektiert und dort ein für das Auge stehendes Bild entstehen läßt.
Gegebenenfalls kann Lichtquelle 27 und Spiegel 25 zu einem Aggregat SO vereinigt sein.
In Fig. 4 bis 6 sind alternative Ausführungsformen des Gerätes dargestellt, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind, wobei 200 bzw. 500 jedoch die Bezugszeichen jeweils um lOO,*ermehrt sind.
in Fig. 4 Auf der Welle 110 ist/wieder ein Stellring 112 mittels Stellschraube 115 festgeklemmt. Die Welle 111 ist mit dem Teil 115 einstückig ausgeführt und trägt, mit ihr durch Schrauben 116 fest verbunden, eine Hülse 117, welche mit ihrem freien Ende mittels des Kugellagers 118 auf dem Ende der Welle 110 gelagert ist. Der Stellring 112 kann mit einer Hülse 112a versehen sein, die z.B. die Nullmarkierung 0 trägt, während auf der Hülse 117 die Markierung M angebracht ist. Doch kann auch die Hülse 112a fehlen, indem die Nullmarkierung unmittelbar auf dem Stellring 112 aufgebracht ist, während die Skala M auf dem dem Stellring 112 unmittelbar benachbarten Ende der Hülse 117 aufgetragen ist.
Auf die Welle 110 ist ein Mitnehmer 119 aufgesetzt, welcher das der Welle benachbarte Ende der Schraubenfeder 121 eingespannt trägt, während das andere Ende der Schraubenfeder bei 120 in dem als Mitnehmer ausgebildeten Teil 115 der Welle 111 verankert ist.
Die Welle 110 weist einen axialen Zapfen 131 auf, auf den eine Steckwelle 152 biegungsfest und z.B. mit dem Mitnehmerteil 119 verflanscht, abnehmbar aufgesteckt ist. Das dem Mitnehmerteil 119 entgegengesetzte zapfenartige axiale Ende 155 der Aufsteckwelle 132 ist mittels eines zweiten Kugellagers 154 in einer Ausnehmung des Teiles 115 gelagert. Hierdurch wird eine besonders stabile selbsttragende torsionselastische Kupplung 122 erzielt.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind wieder gleiche oder entsprechende Teile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei jedoch die Bezugszeichen gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils um 200 vermehrt sind. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Stellring 212 von dem der Welle 211 zugewandten Ende der Welle 210 weiter entfernt liegt, die Hülse 217 über das Kugellager 218 verlängert ist und mittels eines zweiten Kugellagers 234 nochmals auf der Welle 210 abgestützt ist. Die Hülse 217 ist wieder mit dem Teil 215 durch Schraube 216 fest verbunden, das gleichzeitig als Mitnehmer für die Schraubenfeder 221 dient, deren anderes Ende durch den Mitnehmer 219 mit der Welle 210 fest verbunden ist. Die Markierungen können wieder auf dem Stellring 212 und dem benachbarten Ende der Hülse 217 angeordnet sein, wie dieses bei O und M (die auch umgekehrt liegen können) angedeutet ist.
Eine ähnliche Ausführungsform wie in Fig. 4 ist in Fig. 6 dargestellt, in der entsprechende Teile wie in Fig. 1 mit gleichen - jedoch um 300 vermehrten - Bezugszeichen versehen sind. Die Welle 310 zeigt eine Verlängerung 332 auf, die mittels eines zum Kugellager 318 zusätzlichen Kugellagers 334 unmittelbar im Teil 315 der Welle 311 nochmals gelagert ist. Anstelle der Schraubenfeder 211 ist ein Torsionsstab 335 zwischen der Welle 310 und der Welle 311 verwendet. Er ist innerhalb des Hohlraumes 336 der rohrförmig ausgebildeten Wellenverlängerung 332 untergebracht und einerseits mittels seines Vierkantendes 337 mit der Welle 310 und mittels seines Vierkantendes 338 mit der Welle 311 fest verbunden.
Bei Ubertragung eines Drehmomentes von der Welle 310 auf die Welle 511 oder umgekehrt wird der Torsionsstab 335 je nach Größe des übertragenen Drehmomentes in Torsionsrichtung verformt, wobei die auf den Teilen 512 und 517 angeordneten Markierungen 0 bzw. M wieder die Größe des Drehmomentes, etwa nach dem gemäß Fig. 2 und 5 beschriebenen Verfahren, anzeigen.
Stellring 312 ist wieder mittels Klemmschraube )13 auf der Welle 510 einstellbar befestigt, während die Hülse 317 mit dem Teil 515 bzw. der Welle 511 durch eine oder mehrere Schrauben 316 fest verbunden sein kann.
Statt mittels Mitnehmer kann in allen Fällen das Torsionselement, z.B. eine Schraubenfeder, auch auf beliebig andere Weise, z.B. mittels Klemmschraube, Verflanschung od.dgl. mit der treibenden bzw. getriebenen Welle verbunden sein. Das Torsionselement ist zweckmäßig leicht ausbaubar bzw. austauschbar angeordnet, so daß sich das Gerät sowohl für kleinere als auch für größere Drehmomente eignet.
Zur Energieversorgung der Lichtquellen können, insbesondere bei Einbau auf dem umlaufenden Kupplungsgerät selbst, Stromzellen oder Speicher vorgesehen sein. Die Strombelieferung kann jedoch auch, z.B. über entsprechende Anschlüsse und Stromabnehmer aus dem Stadtnetz oder einer sonstigen stationären Stromquelle erfolgen. Doch wird man eine solche Strombelieferung im allgemeinen nur dann vorsehen, wenn die Stromquelle bzw. Lichtquelle stationär angeordnet ist.
Um gleichzeitig die Drehzahl zu messen, kann ein handelsübliches fotoelektrisches Zählwerk vorgesehen sein, das z.B.
- in Fig. 5 mit 59 bezeichnet - hinter dem Spiegel 25 angeordnet ist und die auf den Spiegel fallenden und in geeigneter Weise auf den Zähler 59 weitergeleiteten Lichtimpulse absolut oder pro Zeiteinheit, z.B. auf elektronische Weise, zählt und an einer Skala anzeigt.

Claims

Ansprüche:

S Verfahren zur Messung von Drehmomenten rotierender Wellen od.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die relative in Abhängigkeit vom Drehmoment in Torsionsrichtung auftretende Verschiebung zwischen einem treibenden Teil und einem von diesem mit dem zu messenden Drehmoment angetriebenen und mit demselben torsionselastisch verbundenen getriebenen Teil im Takt des Umlaufes auf stroboskopische Art angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige auf stroboskopische Art Vergleichsmarkierungen an einem treibenden und an einem getriebenen Teil im Takt des Umlaufes zur Erzeugung eines usammenhängenden Bildes durch eine Lichtquelle beleuchtet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig auch die Drehzahlen mittels der im Takt des Umlaufes erzeugten Licht impulse gemessen werden.

4. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder ), dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen-treibenden Teil (Stellring 12;112;212;512) und einen mit diesem torsionselastisch verbundenen getriebenen Teil (17;117;217;317), sich in Abhängigkeit vom Drehmoment in Drehrichtung re lativ zueinander verschiebende Vergleichsmarkierungen (O,M) an beiden Teilen und eine Vorrichtung (23,25,27) zur Erzeugung eines aus einzelnen Bildimpulsen zusammengesetzten beobachtbaren Bildes der umlaurendenVergleichsmarkierungen auf stroboskopische Art aufweist.

5. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Bildimpulse eine im Takt des Umlaufes gesteuerte Lichtquelle (2),27) vorgesehen ist.

6. Meßgerät nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Bildimpulse eine auf einem der beiden torsionsElastisch verbundenen umlaufenden Teile (12) angeordnete Lichtquelle (25) und mindestens ein nicht mitumlaufender Reflektor (insbesondere Spiegel 25) zur intermittierenden Weitergabe der umlaufenden Strahlen (24) auf die Vergleichsmarkierungen (O,M) im Takt des Umlaufes vorgesehen sind.

7. Meßgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Bildimpulse eine außerhalb der umlaufenden Teile (12,17 usw.) angeordnete, stationäre Lichtquelle (27) und eine Vorrichtung auf einem der beiden torsionselastisch verbundenen umlaufenden Teile (12) zur intermittierenden Weitergabe der von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen (28) an die Vergleichsmarkierungen (O,M) im Takt des Umlaufes vorgesehen sind.

8. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur intermittierenden Weitergabe der Strahlen einen auf dem einen umlaufenden Teil (12) angeordneten Reflektor (Spiegel 29) und einen stationär angeordneten Reflektor (Spiegel 25) zum Reflektieren der vom erstgenannten Reflektor (29) an ihn intermittierend weitergegebenen Strahlenimpulse auf die Vergleichsmarkierungen (O,M) aufweist.

9. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß treibender Teil (10,110,210,310 bzw. 12,112, 212,312) und mit diesem torsionselastisch verbundener getriebener Teil (11,111,211,311 bzw. 17,117,217,317) (der gegebenenfalls auch mit dem treibenden Teil ein torsionselastisches einstückiges Teil bilden kann) zu einem selbsttragenden Kupplungsstück (22,122,222,322) vereinigt sind.

10. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß treibender und getriebener Teil durch Wälzlager (18;118,134;218,234;318,334) gegeneinander abgestützt sind.

11. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das torsionselastische Verdrehelement austauschbar eingesetzt ist.

12. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur torsionselastischen Kupplung von treibendem und getriebenem Teil eine gewundene Biegefeder (21,221,)22) vorgesehen ist.

15. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur torsionselastischen Kupplung von treibendem und getriebenem Teil ein Torsionsstab ())5) vorgesehen ist.

14. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß treibender Teil und getriebener Teil als Wellen (10,110,210,310;21,211,311,411) ausgeführt sind.

15. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß treibender Teil und/oder getriebener Teil als Hohlwellen mit Mitnehmerprofil oder Klemmelement ausgerührt sind.

16. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wellen (110,210,310) eine - gegebenenfalls lösbare - Verlängerung (132,232,3)2) zur zusätzlichen Ineinanderlagerung beider Wellen, insbesondere mittels weiteren Wälzlagers (1)4,234,334) aufweist.

17. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang eines der beiden torsionselastisch verbundenen Teile als Vergleichsmarkierung eine Skala (M) und auf dem anderen dieser beiden Teile eine Nullmarkierung (0) vorgesehen ist.

18. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Markierungen in Umfangsrichtung einstellbar, z.B. auf einem einstellbaren Stellring (12>15;(12,15;112,212,312) angeordnet ist.

19. Meßgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (12) in Axialrichtung neben einer Nullmarkierung (0) od.dgl. mit einer - z.B. aufgeklebten oder durch Polieren hergestellten - Spiegel fläche (29) versehen ist.

20. Mef3gercit nach einem dtt Ansprüche 2F bis 19, dadircii ; kennzeichnet, daß das Gerät außer einer Spiegelfläche (29) eine schwarz-matte Oberfläche mit hellen bzw. in Leuchtfarbe ausgefüllten Vergleichsmarkierungen (O,M) aufweist.

21. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem umlaufenden Drehmomentmeßgerät (22 usw.) aktiv oder passiv ausgestrahlten Lichtimpulse (24,26) zur Zählung, insbesondere in an sich bekannter Weise zur Ermittlung der Drehzahl, herangezogen sind und hierzu beispielsweise ein elektronischer Zähler (39) vorgesehen ist.

22. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlenquelle auf dem einen der beiden torsionselastisch verbundenen Teile eine elektrische Zelle zusammen mit einer elektrischen Lichtquelle (23) mit Optik eingebaut ist, insbesondere derart, daß die Lichtstrahlen (24) radial neben einer Markierung (0) ausstrahlen und durch Reflektion an einem stationär angeordneten Spiegel (25) auf die Markierung zurückgeworfen werden.

25. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2),27), z.B. eine Stablampe, einen gebündelten und anschließend parallelen Lichtstrahl aussendet, 24. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 2), dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (27) mit dem Spiegel (25) zu einer Einheit zusammengebaut ist.

25. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (27) zusammen mit einer elektronischen Drehzahlanzeige (59) zusammengebaut ist.

26. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieversorgung das Gerät mit Anschlüselektrische sen sowohl für Netzstrom als auch für/Zellen und Speicher versehen ist.

27. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Meßgerät intermittierend (aktiv oder passiv) ausgestrahlten Lichtstrahlen zur photoelektrischen Steuerung eines Stroboskopes verwendet werden.

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