DE2142469A1

DE2142469A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING TORQUE

Info

Publication number: DE2142469A1
Application number: DE19712142469
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-25
Filing date: 1971-08-25
Publication date: 1973-03-01

Description

"Anordnung zum Messen von Drehmomenten" Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen von Drehmomenten, die durch umlaufende Bauteile, insbesondere Wellen, beispielsweise durch die Antriebswellen von Schneckenpressen geleitet werden. "Arrangement for measuring torques" The invention relates to a Arrangement for measuring torques caused by rotating components, in particular Waves, for example, are passed through the drive shafts of screw presses.

Vielfach besteht das Bedürfnis zum fortlaufenden und/oder jederzeitigen Feststellen des in umlaufenden Bauteilen gerade wirkenden Drehmomentes. Die Messung von Drehmomenten an umlaufenden Maschinenteilen, beispielsweise an Wellen, erfordert beträchtlichen Aufwand. Zumeist beruhen die Messungen auf dem Erfassen von Spannungen bzw. Formänderungen. Bekannt ist die Methode, die Formänderungen durch aufgelegte Dehnungsmeßstreifen zu erfassen und elektrisch auszuwerten. Die elektrische Auswertung erfordert empfindliche Leitungselemente für die Weiterleitung schwacher Ströme von sich drehenden Teilen und aufwendige ei ektrische VerstErkeranerdnungen.In many cases there is a need for ongoing and / or anytime Determination of the torque currently acting in rotating components. The measurement of torques on rotating machine parts, for example on shafts considerable effort. The measurements are mostly based on the acquisition of voltages or changes in shape. The method is known, the shape changes by applied To detect strain gauges and to evaluate them electrically. The electrical evaluation requires sensitive line elements for the transmission of weak currents from rotating parts and elaborate electrical amplifier connections.

Gemäß der Erfindung wird die Formänderung rotierender Teile mechanisch gemessen. Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Meßanordnung der eingangs angegebenen Art in der Ausbildung derart, daß die Torsionsverformung durch das Drehmoment der Welle, deren Drehmoment gemessen werden soll, in einem zu dieser Welle parallel laufenden unbelasteten Getriebezug Lageänderungen erzeugt, die erfaßt und proportional dem auf die Welle ausgeübten Drehmoment zugeordnet werden.According to the invention, the change in shape of rotating parts becomes mechanical measured. Accordingly, the invention consists in a measuring arrangement of the type specified at the beginning Kind in training such that the torsional deformation caused by the Torque of the shaft whose torque is to be measured in one to this Shaft parallel running unloaded gear train poses changes that are detected and proportional to the torque exerted on the shaft.

Der Erfindungsgedanke läßt sich besonders vorteilhaft dadurch verwirklichen, daß der Getriebezug, der parallel zu derjenigen Welle angeordnet ist, deren Drehmoment gemessen werden soll, dargestellt wird durch ein auf dieser Welle fest angebrachtes erstes Zahnrad, einem damit in Eingriff stehenden Zahnrad, welches durch eine Welle mit einem zweiten gleichartigen Zahnrad starr verbunden ist, das seinerseits in ein zweites entsprechendes Zahnrad auf derjenigen Welle eingreift, deren Drehmoment gemessen werden soll. Bei dieser Ausbildung greift die Zahnradanordnung so ein, daß die beiden Wellenachsen parallel sind. Durch geeignete Lagerung werden die Zahnräder der aufgelegten Welle in Eingriff mit der Verzahnung derjenigen Welle gebracht, deren Drehmoment gemessen werden soll. Wenn diese Welle durch ein Drehmoment belastet wird, dann entsteht eine dem Drehmoment proportionale Torsion. Die aufgelegte Welle wird um einen entsprechenden Winkelbetrag ausgelenkt; selbstverständlich ist dabei Sorge dafür getroffen, daß die Lagerung der Auflegwelle nicht nur den Eingriff der Verzahnung gewährleistet, sondern auch das horizontale Verschwenken gestattet.The idea of the invention can be implemented particularly advantageously by that the gear train, which is arranged parallel to that shaft, its torque is to be measured, is represented by a firmly attached to this shaft first gear, a gear engaged therewith, which is driven by a shaft is rigidly connected to a second similar gear, which in turn is in a second corresponding gear engages on that shaft whose torque should be measured. In this training, the gear arrangement engages in such a way that that the two shaft axes are parallel. With suitable storage, the gears the applied shaft brought into engagement with the toothing of that shaft, whose torque is to be measured. When this shaft is loaded by a torque a torsion proportional to the torque occurs. The applied wave is deflected by a corresponding angular amount; of course is included Care taken that the bearing of the lay-up shaft not only engages the Interlocking ensured, but also allowed horizontal pivoting.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 die Inordnung von der Seite, Fig. 2 die Anordnung in Draufsicht, Fig. 3 die Anordnung ebenfalls in Draufsicht bei Auslenkung der aufgelegten Welle.The invention is explained below with reference to the drawing, which illustrates an embodiment. They show: FIG. 1 the arrangement of FIG Page, Fig. 2 the arrangement in plan view, Fig. 3 the arrangement also in plan view when the applied shaft is deflected.

Mit 1 ist die zu messende Welle bezeichnet und 2 und 3 stellen Verzahnungen auf dieser Welle dar. In die Zahnräder 2 und 3 greifen die Zahnräder 4 und 3 ein, welche durch die Welle 6 starr miteinander verbunden sind0 Gelagert ist die Welle 6 in einer Lagerhülse 7, die mit ihrem Zapfen 8 in einer Bohrung 9 horizontal drehbar und in vertikaler Richtung zustellbar ist, Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist an die Lagerhülse 7 eine Meßuhr 10 angesetzt. Die Anordnung ist mit unbelasteter Welle dargestellt. Es ergibt sich das gleiche Bild unabhängig davon, ob die Anordnung stillsteht oder sich dreht.The shaft to be measured is denoted by 1 and 2 and 3 represent gears on this shaft. In the gears 2 and 3, the gears 4 and 3 mesh, which through the shaft 6 are rigidly connected to each other the shaft 6 is in a bearing sleeve 7, which with its pin 8 in a bore 9 can be rotated horizontally and delivered in the vertical direction, as can be seen from FIG. 2, a dial gauge 10 is attached to the bearing sleeve 7. The arrangement is unencumbered Shaft shown. The result is the same regardless of whether the arrangement stands still or turns.

Wenn gemäß Fig. 3 die Welle 1 unter Torsionsbelastung steht, wobei angenommen ist, daß in diese Welle von rechts her ein Drehmoment im Pfeilsinn eingeleitet wird, dann eilt durch die eingetretene Torsion der Welle 1 das Zahnrad 3 dem Zahnrad 2 im Winkelweg voraus. Die Zahnräder 4 und 5, die starr miteinander verbunden sind, müssen dieser Lageänderung folgen, indem sich die Lagerhülse 7 auf den entsprechenden Winkelwert schräg einstellt.When, according to FIG. 3, the shaft 1 is under torsional load, wherein it is assumed that a torque is introduced into this shaft from the right in the direction of the arrow is, then due to the torsion of the shaft 1, the gear 3 rushes to the gear 2 ahead at an angle. The gears 4 and 5, which are rigidly connected to each other, must follow this change in position by placing the bearing sleeve 7 on the corresponding Sets angle value at an angle.

Die Auslenkung der Lagerhülse 7 ist an der Meßuhr 10 zu erkenneun. Durch Rechnung oder Eichung ist ihrem Ausschlag ein proportional dazu vorhandenes Drehmoment der Welle zuzuordnen. Die gesamte Anordnung läßt sich auf mannigfache Weise verändern, insbesondere hinsichtlich der Lagerung der Zahnradanordnung. Es ist auch möglich, den direkten Eingriff zweier Zahnräder durch einen Kettentrieb zu ersetzen, unter der Voraussetzung, daß beide zu jeweils einer Kette verbundenen Räder nicht gleich groß sind.The deflection of the bearing sleeve 7 can be seen on the dial gauge 10. By calculation or calibration, its deflection is proportional to it Assign torque to the shaft. The entire arrangement can be broken down into manifold ways Change way, especially with regard to the storage of the gear assembly. It it is also possible for two gears to mesh directly with a chain drive to replace, provided that both are linked to form a chain Wheels are not the same size.

Wenn die Welle, deren Drehmoment gemessen werden soll, und mit ihr die aufgelegte Welle sich drehen, besteht auch im Laufen eine direkte Proportionalität zwischen durchgeleitetem Drehmoment und der winkligen Auslenkung der aufgelegten Welle. Diese Auslenkung kann durch irgendein Meßmittel, beispielsweise eine Meßuhr erfaßt und bei entsprechender Eichung unmittelbar zum Ablesen des jeweiligen Drehmomentes herangezogen werden.If the shaft whose torque is to be measured, and with it the applied shaft rotate, there is also a direct proportionality when running between transmitted torque and the angular deflection of the applied Wave. This deflection can be carried out by any measuring means, for example a dial gauge detected and, with appropriate calibration, immediately to read off the respective torque can be used.

Bei Verwendung von Zahnrädern mit spiegelbildlicher Anordnung der Zahnschräge kann anstelle der winkligen Auslenkung auch eine Längsverschiebung der nunmehr parallel gehaltenen Achsen der beiden Wellen als Grundlage der Messung der Torsion und damit des zugehörigen Drehmomentes genommen werden.When using gears with a mirror-inverted arrangement of the Instead of the angular deflection, the incline of the tooth can also be shifted longitudinally now held parallel axes of both waves as a basis the measurement of the torsion and thus the associated torque.

Claims

Arrangement for measuring torques caused by rotating components, in particular shafts, for example through the drive shafts of screw presses are passed, characterized by the training such that the torsional deformation by the torque of the shaft whose torque is to be measured in one unloaded gear train running parallel to this shaft generates positional changes, which are recorded and assigned proportionally to the torque exerted on the shaft, 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that. that the gear train that is arranged parallel to that shaft (9) whose torque is being measured is represented by a first gearwheel firmly attached to this shaft (1) (2), a gear wheel (4) in engagement therewith, which is driven by a shaft (6) is rigidly connected to a second similar gear (5), which in turn engages in a second corresponding gear (3) on that shaft (1) whose Torque is to be measured.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the superimposed Shaft (6) is horizontally pivotable (8,9).

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that the direct Engagement of two gears is replaced by a chain drive, the respective Wheels connected to one another by a chain are unequal in size.

50 Arrangement according to claim 2, characterized in that as gears those with a mirror-inverted arrangement of the tooth bevel are used and that the superimposed Shaft is assigned a measuring device that detects its axial locking.

Blank page