DE2708484C2

DE2708484C2 - Drehmoment-Meßanordnung

Info

Publication number: DE2708484C2
Application number: DE2708484A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Böhringer; Peter Ing.(grad.) 7710 Donaueschingen Reichle; Paul 7290 Freudenstadt Schwerdt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-02-26
Filing date: 1977-02-26
Publication date: 1983-07-28
Also published as: SE7802162L; SE437572B; US4186596A; JPS6013453B2; JPS53106181A; DE2708484A1

Description

alle bei Zugrundelegung eines in einer bestimmten Drehrichtung über den Stegkranz hinweg wirksamen — angenommenen — Drehmomentes (5) gedehnten Dehnmeßstreifen (A bis P) werden ihrer Anzahl nach gleichmäßig auf zwei gegenüberliegende Brückenzweige — Zug-Brückenzweige (21 und 22) — verteilt; alls bei dem angenommenen Drehmoment (5) gestauchten Dehnmeßstreifen (ä bis p) werden gleichmäßig auf die zwei übrigen einander gegenüberliegenden zwischen den Zug-Brükkenzweigen (21 und 22) befindlichen Brückenzweigen — Druck-Brückenzweigen (23 und 24) — angeordnet;

die Verteilung der gedehnten Dehnmeßstreifen (A bis P) auf den einen (21) und den anderen (22) der beiden Zug-Brückenzweige (21,22) bzw. der gedrückten .Dehnmeßstreifen (a bis p) auf den einen (23) und den anderen (24) der beiden Druck-Brückenzweige (23, 24) erfolgt zum einen derart, daß stets entsprechende Dehnmeßstreifen (z. B. A und /einerseits oder a und / andererseits) zweier diametral einander gegenüberliegender Meßstege (12) im gleichen Brückenzweig (21 bzw. 23) angeordnet sind; die Verteilung der Dehnmeßstreifen (A bis P bzw. a bis p) auf die beiden Zug-Brückenzweige (21,22) bzw. auf die beiden Druck-Brückenzweige (23, 24) erfolgt zum anderen derart, daß die Dehnmeßstreifen (beispielsweise A, C, E, C, I, K, M, O) eines jeden Brückenzweiges (z. B. 21) gleichmäßig am Umfang des Stegkranzes verteilt angeordnet sind.

d)

Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Meßanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 23 02 540 als bekannt hervorgeht.

Diese im wesentlichen trommeiförmig aufgebaute Meßeinrichtung dient der Messung von Kräften, die an einem Fahrzeugrad auftreten können. Die Meßtrommel besteht im wesentlichen aus einem inneren Zylinder mit einem achssenkrecht daran anschließenden Befestigungsflansch und einem äußeren Zylinder mit einem ebenfalls achssenkrecht daran anschließenden Befestigungsflansch; beide Zylinder sind durch speichenartige Stege miteinander verbunden, die durch die Radlasten und Drehmomente deformiert werden und deren Deformation durch Dehnmeßstreifen ermittelt wird. In Umfangsrichtung sind vier rechtwinklig zueinander stehende Stege angeordnet und es sind in Axialrichtung jeweils zwei Stege hintereinander angeordnet. Diese Drehmoment-Meßeinrichtung ist nicht nur platzaufwendig und schwer und macht Sonderkonstruktionen des Fahrzeugrades erforderlich, sondern sie ist auch nur

sehr schwierig herstellbar. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist die bekannte Einrichtung aber vor allen Dingen deswegen unbrauchbar, weil mit ihr die am Rad auftretenden Drehmomente nicht isoliert erfaßt werden können; den Meßstegen werden stets auch solche Deformationen überlagert, die von radialen und axialen Radlasten herrühren.

Aus der DE-AS 21 04003 geht eine Meßeinrichtung als bekannt hervor, mit der die axial und/oder radial auf ein Fahrzeugrad einwirkenden Kräfte und/oder Ver- ι ο kantungsmomeiiie ermittelt werden können. Die Einrichtung wird anstelle des Radlagers in Drehrichtung feststehend an der Fahrzeugachse angeflanscht; mittels im Innern der Meßeinrichtung angeordneter Lager trägt diese drehbar das Fahrzeugrad. Brems- und Traktionsmomente können mit der Meßeinrichtung überhaupt nicht ermittelt werden. Diese Meßeinrichtung weist drei verschiedene Kränze von Meßstegen auf, die axial an unterschiedlichen Positionen gegenüber der Radmittenebene angeordnet sind und die auch 2" teilweise unterschiedlich zur Rotationsachse liegen.

Auch mit der aus der DE-AS 12 30 245 bekannten Anordnung sollen Radkräfte und dynamische Rad- oder Fahrbahnbeanspruchungen von Kraftfahrzengrädern ermittelt werden. Und zwar werden die;Dehnmeßstreifen direkt auf die Außen- und Innenseite des Rades selber aufgeklebt; die Radfelge ist gewissermaßen selber das Meßglied. Die Felgen-Deformationen in radialer und axialer Hinsicht sind jedoch wesentlich · größer als Deformationen in Umfangsrichtung aufgrund von Beschleunigungs- oder Verzögerungsmomenten. Deshalb können diese Momente mit der vorbekannten Anordnung nicht ermittelt werden.

Aus der DE-OS 25 01 521 geht eine Meßnabe zur Ermittlung der Lenkkräfte an einem Lenkhandrad eines « Personenkraftwagens als bekannt hervor. Dabei ist ein rohrförmiges Drehmoment-Meßglied mit definierter sehr geringer Wandstärke als elastisch beanspruchbares Deformationsglied vorgesehen. Die Torsion dieser Deformationsstrecke kann mit aufgeklebten Dehnmeßstreifen ermittelt werden; die Torsionsdehnung dient als Maß für das übertragene Drehmoment Bei diesem Einsatz sind zwar radiale und axiale Kräfte von dem rohrförmigen Drehmoment-Meßglied aufzunehmen; diese sind jedoch bei vorsichtiger Behandlung der⁴⁵ Anordnung durch das Drehmoment-Meßglied beschädigungsfrei beherrschbar. Die radialen und axialen Kräfte, die auf ein solches Drehmoment-Meßglied einwirken, sind bestimmend für die Auslegung der Wandstärke des Drehmoment-Meßgliedes. Sind diese Kräfte sehr klein, w so kann die Wandstärke relativ gering gehalten werden und es ist eine Zwischenlagerung des rohrförmigen Deformationsgliedes zur Entlastung von axialen und radialen Kräften entbehrlich. Treten aber höhere radiale und axiale Kräfte auf, so kann eine radiale und⁵³ axiale Abstützung des Deformationsgliedes nicht umgangen werden. Würde man die Deformationsstrekke ausreichend kräftig bemessen, damit sie diesen axialen und radialen Kräften standhalten könnte, so wäre sie in Drehrichtung derart steif und unempfindlich, &o daß das Deformationsglied keine Meßempfindlichkeit für Drehmomente mehr hätte, Eine Lagerabstützung des Deformationsgliedes in radialer und axialer Hinsicht hätte aber den Nachteil, daß durch die entsprechenden Lager Nebenschlüsse für Drehmomente auftreten, die⁵⁵ das Drehmoment-Meßergebnis in unkontrollierbarer Weise beeinflussen bzw. verfälschen.

Ein Einsatzzweck einer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Drehmoment-Meßnabe liegt in der Messung des Drehmomentes, welches von einem Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeuges übertragen wird. Hierbei sollen alle Drehmoment-Nebenscnlüsse ausgeschaltet sein, weshalb die Drehmoment-Messung unmittelbar in der Nabe des Rades selber vorgenommen werden soll. Drehmoment-Nebenschlüsse über Lager für die Treibachse bzw. die Kardanwelle und das Differentialgetriebe sind damit eliminiert Eine in die Nabe eines Kraftfahrzeugrades einzubauende Drehmoment-Meßeinrichtung muß in der Lage sein, die auf das betreffende Rad entfallende Achslast ohne weiteres, d.h. ohne ein Stützlager oder dgl, durch das doch wieder Drehmoment-Nebenschlüsse entstehen könnten, aufzufangen. Eine solche sehr exakte Messung der über das Fahrzeugrad ausgeübten Drehmomente bzw. der von ihm aufgebrachten Antriebs- bzw. Verzögerungskräfte ist zur genauen Reproduzierung bestimmter Fahrzyklen auf dem Prüfstand, die bei der Durchführung von normierten Abgastests abgefahren werden müssen, besonders vrichtig.

Zwar kann die vorbekannte -Jngangs zitierte Drehmomenl-Meßnabe die axialen und radialen Radiasten ohne zusätzliche Lagerabstützung auffangen, jedoch lassen sich diese Kräfte nicht von den Beschleunigungs- und Verzögerungsmomenten trennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die zugrunde gelegte Drehmoment-Meßeinrichtung dahingehend auszugestalten, daß die teilweise recht stark schwankenden axialen oder radialen Belastungen der Drehmoment-Meßeinrichtung das Drehmoment-MeSergebnis nicht beeinflussen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst Aufgrund einer recht steifen Bemessung der Stege in Axialrichtung, aber einer biegeweichen Gestaltung in Drehrichtung ist das Drehmoment-Meßglied zwar ohne weiteres in der Lage, radiale und axiale Kräfte in sich aufzunehmen, ohne daß es einer besonderen Stützkonstruktion für diese Kräfte bedürfte, jedoch wirken sich axial gerichtete Kräfte nur in einem vernachlässigbaren Ausmaß auf die Stegdeformation aus. Aufgrund der Kreiiform der Durchbrüche ergeben sich bikonkave Stege, bei denen die Stelle höchster Biegebeanspruchung von der Stelle höchster Zug- bzw. Druckbeanspruchung getrennt ist. Die Stelle höchster Zug- bzw. Druckbeanspruchung ist die dünnste Stelle in der Stegmitte, wogegen die Stelle höchster Biegebeanspruchung außermittig liegt; an dieser Stelle werden die Dehnmeßstreifen angebracht. Durch diese Ausbildung der Meßstege bzw. Anordnung der Dehnmeßstreifen lassen sich diejenigen Stegdeformationen, die durch horizontale und vertikale radiale Kräfte hervorgerufen werden, eliminieren und es werden nur drehmomentbedingte Deformationen der Meßstege nach außen hin angezeigt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellter Beispiele kurz erläutert; dabei zeigt

F i g. 1 einen achsparallelen Schnitt durch eine Drehmoment-Meßanordnung an einem Fahrzeugrad,

Fig.2 einen achssenkrechten Schnitt durch eine Drehmomentmeßeinrichtung entlang dem Linienzug H-II in Fig. 1,

Fig.3 und 4 die elektrische Anordnung der verwendeten Dehnmeßstreifen in einer Brückenschaltung (F i g. 3) und die geometrische Anordnung an der Drehmomentmeßscheibe (F i g. 4),

Fig.5 einen achsparallelen Schnitt durch eine Drehmoment-Meßanordnung eines anderen Ausführungsbeispieles einer DrehmomentmeBscheibe und

F i g. 6 und 7 zwei weitere Anwendungsbeispiele.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Drehmoment- > Meßanordnung zeigt in F i g. 1 stellvertretend für ein ganzes Fahrzeugrad einen Felgenkranz 1 und eine daran angeschweißte Felgenschüssel 2, die unter Zwischenschaltung einer Drehmomentmeßscheibe 6 mit dem angetriebenen und abbremsbaren Radflansch 3 ι ο verbunden ist. Die Drehmomentmeßeinrichtung ist durch die Achslast 4 und das Drehmoment 5 belastet. Die zwischengeschaltete Drehmomentmeßscheibe ist in Axialrichtung relativ schmal — Maß T—, so daß durch die Zwischenschaltung der Drehmomentmeßscheibe 6 π die Spurbreite einer Fahrzeugachse nur unwesentlich verändert wird. Die Drehmomentmeßscheibe ist mittels zweier Sätze von Schrauben in den Kraftfluß der Drehmomentübertragung einbezogen. Ein erster Satz vors Schrauben 7 dient zur Befestigung der Meßscheibe 6 an den Radflansch 3; mit dem zweiten Satz von Schrauben 8 wird das Rad 1/2 an die Meßscheibe 6 angeschraubt. Im Innern der Drehmomentmeßscheibe 6 ist noch ein Drehübertrager bekannter Bauart zur Übertragung der Meßwerte von der umlaufenden 2i Drehmomentmeßscheibe auf einen stillstehenden Anschluß vorgesehen.

Die Drehmomentmeßscheibe 6 besteht aus zwei scheibenförmigen Körpern, die am Außenumfang dauerhaft mittels einer Schweißnaht 17 miteinander verbunden sind. Die eigentliche Meßscheibe 14 ist mit dem Radflansch mittels des einen Schraubenkranzes 7 verschraubt und trägt die Deformationsstrecke zur Messung des Drehmomentes. Die andere Scheibe 15 dient zur Rückführung des Kraftflusses von einer radial relativ weit außenliegenden Stelle an die radiale Stelle der Befestigung der Radschüssel 2 an die Meßscheibe. Aufgrund dieser Kraftflußrückführung an radial innenliegende Punkte ist es möglich, ohne Sonderfeigen Drehmomentmessungen am Fahrzeugrad vorzunehmen.

Das Drehmomentmeßglied 14 weist innerhalb der Deformationsstrecke eine konstante und definierte Wandstärke f auf. In diesem Bereich ist ein Kranz von Bohrungen 10 mit definierter Lage und definierten Abmessungen angebracht. Zwischen diesen Bohrungen verbleiben Stege 11, die eine definierte Radiallage und definierte Abmessungen und auch eine definierte Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Der Querschnitt dieser Stege ist in Axialrichtung (Maß / in Fig. 1) wesentlich größer als in Umfangsrichtung (Maß s in Fig.2). Dadurch «;ind die Stege in der Lage, axiale Beanspruchungen aufzufangen. Hingegen sind die Stege in Umfangsrichtung relativ weich; dadurch ist die Deformationsstrecke isoliert für Drehmomente empfindlich. Jeder zweite dieser Stege 11 ist mit Dehnmeßstreifen 18 beklebt; diese beklebten Stege sind Meßstege 12. Die Dehnmeßstreifen sind auf beiden Seiten der Meßstege an einer Stelle höchster Beanspruchung 13 angebracht Diese Stellen höchster Beanspru- &o chung liegen außerhalb der Mitte der Stege. Sämtliche Dehnmeßstreifen sind elektrisch zu einer Vollbrückenschaltung zusammengeschlossen, deren Zuführungsund Abführungsanschlüsse durch eine Nut 20 (Anschlußkabel 19) zu dem Drehübertrager 9 geführt sind. μ

Die Stege werden zwar auch durch horizontale und vertikale achssenkrechte Kräfte beansprucht Die entsprechenden Deformationen der Stege, die sich auf die aufgeklebten Dehnmeßstreifen auswirken, können aber durch geeignete Anordnung der Dehnmeßstreifen innerhalb der Meßbrücke derart eliminiert werden, daß nur drehmomentbedingte Deformationen der Dehnmeßstreifen nach außen hin angezeigt werden. Die große gleichmaßig am Umfang verteilte Anzahl von Meßstegen ist erforderlich, um ein Drehmomentmeßsignal in jeder Umfangslage und vor allen Dingen ein •gleichmäßig hohes Meßsignal zu bekommen. Bei einer geringeren Anzahl von Meßstegen würde dem Drehmomentmeßsignal ein wellenförmiges Signal überlagert werden, was durch das Durchlaufen der Meßstege durch die Umfangsstellen höchster Radialbelastung bzw. höchster Biegebeanspruchung aufgrund Radiallast hervorgerufen wird. Aufgrund der Herstellung der Stege und der Drehmomentscheibe einstückig aus'dem Vollen ist eine Einspannhysterese etwaiger geklemmter Deformationsstege vermieden.

In den Fig.3 und 4 ist dargestellt, wie die an dem Drehmomentmeßglied 14 angeordneten Dehnmeßstreifen a bis ρ und A bis P innerhalb der in K i g. S dargestellten Meßbrücke elektrisch anzuordnen sind, damit Längungen und Stauchungen der Stege in Vertikalrichtung aufgrund von Radiallasten und damit ferner Biegungen der Stege nach unten ebenfalls aufgrund van Radiallasten eliminiert werden. Es sei zur .Erläuterung angenommen, daß der äußere Teil des Drehmomentmeßgliedes 14 festgehalten wird, was durch die rechts am Umfang angebrachte Schraffur angedeutet sein soll, und daß der innere Teil des Drehmomentmeßgliedes im Uhrzeigersinn durch das Drehmoment 5 beansprucht wird. Unter Zugrundelegung dieses Drehmomentes werden die mit einem großen Buchstaben bezeichneten Dehnmeßstreifen gedehnt und die auf der gegenüberliegenden Stegseite angebrachten Dehnmeßstreifen, die mit einem kleinen Buchstaben bezeichnet sind, gestaucht. Es sind insgesamt zweiunddreißig Dehnmeßstreifen, von denen die eine Häifie, nämlich sechzehn Dehnmeßstreifen, gedehnt und die anderen sechzehn Dehnmeßstreifen gestaucht werden. Die gedehnten Dehnmeßstreifen sind in den beiden Zug-Brückenzweigen 21 und 22 der Meßbrücke in Fig.3 anzuordnen, wohingegen die gestauchten Dehnmeßstreifen in den beiden Druck-Brückenzweigen 23 und 24 anzuordnen sind. Da es sich um eine gerade Anzahl von Meßstegen handelt, liegen an jeder Umfangsstelle zwei Meßstege einander diametral genau gegenüber. Wir betrachten jetzt die beiden der Vertikalrichtung zunächstliegenden Meßstege, die mit den Dehnmeßstreifen A, a und /, / beklebt sind. Durch die Radlast 4 wird der obere Meßsteg gezogen und der untere Meßsteg gestaucht Aufgrund dieses Einflusses wird der durch Drehmomenteinfluß gedehnte Dehnmeßstreifen A zusätzlich gedehnt, wohingegen der durch Drehmomenteinfluß ebenfalls gedehnte Dehnmeßstreifen I durch die Radlast wieder etwas zurückgestaucht wird. Um diesen Einfluß — zusätzliche Dehnung des oberen und überlagerte Stauchung des unteren gedehnten Dehnmeßstreifens — zu kompensieren, werden diese beiden entsprechenden an gegenüberliegenden Meßstegen angeordneten Dehnmeßstreifen in ein und demselben Brückenzweig 21 der Meßbrücke angeordnet Hierdurch heben sich die lastbedingten Widerstandsänderungen gegenseitig auf und es werden nach außen die drehmomentbedingten Widerstandsänderungen wirksam. Genauso wird es mit den gedehnten Dehnmeßstreifen aller anderen Meßstege und ebenfalls mit den gestauchten Dehnmeßstreifen

aller anderen Meßstege gemacht. Betrachten wir nun die beiden diametral gegenüberliegenden MeOstege, die der Horizontalebene am nächsten liegen, nämlich die Meßstege, die mit den Dehnmeßstreifen E esowie M, m beklebt sind. Diese beiden Meßstege werden durch die Radiallast 4 nach unten gebogen. Hierdurch wird der drehmomentmäßig gedehnte Dehnmeßstreifen E zusätzlich gedehnt, wohingegen dem drehmomentmäßig ebenfalls gedehnten Dehnmeßstreifen M eine Stauchung uü*;rlagert wird. Die Einflüsse der Radiallast 4 sind also in der Horizontalebene gleich wie in der Vertikalebene; d. h. die drehmomentmäßig gedehnten Dehnmeßstreifen werden auf der einen Seite zusätzlich gedehnt, wohingegen ihnen auf der gegenüberliegenden Seite eine Stauchung überlagert wird. Bei den gedrückten Dehnmeßstreifen ist es ähnlich, nur gerade umgekehrt. Hinsichtlich der durch die Horizontalebene durchlaufenden Meßstege gelten also die gleichen Überlegungen wie für die Meßstege, die die Vertikalebene durchlaufen. Das heißt auch aus der Sicht der Biegebeanspruchung der Meßstege in der Horizontalebene müssen stets gleichartige Dehnmeßstreifen von diametral gegenüberliegenden Meßstegen in ein und demselben Brückenzweig der Meßbrücke angeordnet sein. Schließlich ist noch zu berücksichtigen, daß in jedem Brückenzweig der Meßbrücke der gesamte Umfang des Stegkranzes gleichmäßig repräsentiert ist, damit über den gesamten Umlauf eines Rades hinweg das Drehmomentmeßsignal konstant ist. Unter Beachtung dieser Überlegungen ergibt sich die in den F i g. 3 und 4 aufgezeigte Verteilung der Dehnmeßstreifen. Ein solcherart bestücktes Drehmomentmeßglied liefert ein über den gesamten Umfang hinweg konstantes Drehmomentmeßsignal, welches von Einflüssen der Radiallasten frei ist.

In Fig.5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Drehmomentenmeßscheibe gezeigt. Bei dieser Drehmomentmeßscheibe 28 ist die Rückführungsscheibe zur Rückführung des Krafiflusses auf die radiale Lage der Radschrauben 29 nicht vorgesehen. Vielmehr ist an dem Felgenkranz 26 ein Ring 27 als Ersatz für die Felgenschüssel eingeschweißt, an dessen Außenumfang mittels eines Schraubenkranzes 30 die Meßscheibe 28 befestigt werden kann. Der Vorteil dieser Ausführung ist, daß die Meßanordnung nur ganz unwesentlich und vernachlässigbar schwerer ist als ein normales Fahrzeugrad und daß Spuränderungen der beiden gegenüberliegenden Fahrzeugräder durch den Einbau der Meßanordnung nicht auftreten. Diese Meßanordnung ist vor allen Dingen dann von Vorteil, wenn unter solchen Bedingungen Drehmomentmessungen vorgenommen werden sollen, bei denen sich höhere Radgewichte und Spurweitenveränderungen meßverfälschend auswirken würden. Dies könnte vor allen Dingen bei höheren Geschwindigkeiten und/oder unter Ausschöpfung der Straßenlage des Fahrzeuges der Fall sein.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmomentmeßscheibe ist der, daß Drehmomentnebenschlüsse völlig vermieden werden und daß das am Umfang eines Fahrzeugrades wirksame Antriebs- oder Bremsmoment unverfälscht und sehr genau gemessen werden kann. Hierdurch sind z.B. die Fahrzyklen für Abgastests wesentlich genauer reproduzierbar. Das in Fig.6 dargestellte weitere Anwendungsbeispiel einer Drehmomentmeßscheibe zeigt eine Tandemanordnung von Meßscheiben für die Untersuchung von Umschlingungstrieben, insbesondere von Keilriementrieben. Auf einer Welle 35 sind zwei aus dem Vollen gedrehte Drehmomentmeßscheiben 14' in definiertem axialem Abstand angeordnet, in deren scheibenförmigen radialen Teil von definierter Wandstärke auf bestimmtem Durchmesser ein Kranz von Bohrungen angebracht ist, um Meßstege XX' von definierter Lage ίο und Form herzustellen. Diese Meßstege sind in bekannter Weise mit Dehnmeßstreifen bestückt. Zwischen die beiden Drehmomentmeßscheiben sind zwei halbschalenförmige, sich zu einem vollständigen Ring ergänzende Verbindungsstücke 36 mittels Schweißnähten 17'eingeschweißt, welche Schweißnaht ebenfalls zur Vermeidung eines Wärmeeintrages als Elektronenschweißnaht ausgeführt ist. In eine rillenförmige Ausnehmung dieses Verbindungsstückes 36 sind ebenfalls halbschalenförmige Einsatzstücke 37 möglichst spielfrei eingefügt, die in ihrer radialen Position durch Schiebehülsen 4Ϊ gesichert sind. In Umfangsrichtung sind die Einsatzstücke durch Paßfedern 39 gesichert. In die Einsatzstücke sind Keilrillen 40 eingearbeitet, in denen Keilriemen 38 laufen können. Die Einsatzstücke 37 können wechselnde Gestalt haben, um Riemen unterschiedlichen Profiles und unterschiedlicher Art mit der Drehmomentmeßeinrichtung gemäß F i g. 6 erproben und messen zu können. Aufgrund der Tandemanordnung von zwei Drehmomentmeßscheiben kann die

ω Keilrille zum einen einen relativ geringen Durchmesser haben — sie ist seitlich neben einer Drehmomentmeßscheibe angeordnet — und zum anderen ist die Drehmomentmeßscheibe von Verkantungskräften aufgrund des Riemenzuges weitgehend entlastet, weil das

^J5 Zwischenstück 36 beidseitig abgestützt ist. Es braucht im übrigen nur eine der beiden Drehmomentmeßscheiben mit Dehnmeßstreifen bestückt zu sein, es ist jedoch erforderlich, daß bei der Tandemanordnung beide Drehmomentmeßscheiben in umfangsrichtung defi niert nachgiebig ausgebildet sind. Bei dem Anwendungs fall nach F i g. 6 für die Messung von Umschlingungstrieben kann es u. U. zweckmäßig sein, auch die radiale auf die Welle aufgrund einer Riemenspannung einwirkende Kraft zu messen. Dies kann zweckmäßigerweise

-n dadurch geschehen, daß Dehnmeßstreifen mittig an die dünnste Stelle der Stege XY beidseitig angeklebt werden. Bei derart plazierten Dehnmeßstreifen werden drehmomentbedingte Dehnungen weitgehend eliminiert

>o Ein weiteres Anwendungsbeispiel zeigt die Fig.7. Hier ist eine Drehmomentmeßscheibe 14" mit Stegen 11" zwischen der Nabe 47 eines Lenkhandrades 45 angeordnet, weiche Nabe auf einer Lenkspindel 46 befestigt ist Diese Drehmomentmeßanordnung hat gegenüber der eingangs zitierten Anordnung nach der DE-OS 25 01 521 den Vorteil, daß die Höhenlage des Lenkhandrades durch diese Anordnung praktisch nicht verändert wird, und daß sehr hohe radiale und axiale Kräfte auf das Lenkrad ausgeübt werden können, ohne dadurch die Gefahr einer Zerstörung der Drehmomentmeßscheibe herbeizuführen. Solche hohen axialen und radialen Kräfte können beim Einsteigen in das Fahrzeug durch den Fahrer auf das Lenkrad ausgeübt werden.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehmoment-Meßanordnung mit einem in den Kraftfluß einer Kraftübertragung einbaubarem umlaufenden Drehmoment-Meßglied, die eine durch das zu messende Drehmoment belastbare mit. Dehnmeßstreifen beklebbare Deformationsstrecke aufweist sowie mit einem vorzugsweise induktiv wirksamen Drehübertrager für die umlaufenden Leitungsanschlüsse der Dehnmeßstreifen zu stillstehenden Leitungsanschlüssen, wobei in dem Drehmoment-Meßglied auf definierter Radialposition gleichmäßig am Umfang verteilt viele Durchbräche von definierter untereinander gleicher Kontur angeordnet sind, die zwischen sich im wesentlichen radial verlaufende speichenartige Stege von definierter Lage, Form und Oberflächengüte belassen, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment-Meßglied (14, 28) sich im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse scheibenförmig erstreckt und dnen Kranz von kreisförmigen Durchbrüchen (10) aufweist, daß die — axial gemessene — Wandstärke (t) des Drehmoment-Meßgliedes (14, 28) wenigstens im radialen Bereich der Durchbrüche

(10) bzw. der Stege (11) wesentlich größer ist als die in Umfangsrichtung gemessene Breite (s) der Stege

(11) an deren schmälster Stelle und daß die Dehnmeßstreifen (18) in radialer Hinsicht außermittig bezüglich der Stege an vorzugsweise ausgewählte Meßstege (12>angeklebt sind.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnmeßstreifen (18) in radialer Hinsicht am Ort (13) höchster Biegebeanspruchung der Meßstege (12) aufgeklebt sind.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein-, restlos durch vier, vorzugsweise durch acht teilbare Anzahl von Durchbrüchen (10) an dem Drehmomentmeßglied (14,28) angebracht ist.

4. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dehnmeßstreifen (18) an wenigstens vier, vorzugsweise an wenigstens acht verschiedenen gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten bzw. ausgewählten Meßstegen (12/ angeklebt sind.

5. Meßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Dehnmeßstreifen (18) auf beiden Seiten der ausgewählten Meßstege (12) aufgeklebt sind.

6. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis so 5, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb und radial innerhalb des Stegkranzes des Drehmomentmeßgliedes (28) Schraubendurchgangs- oder -befestigungsiöcher zur Befestigung des Drehmomentmeßgliedes (28) im Kraftfluß angeordnet sind (F ig. 5).

7. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Drehmomentmeßglied (14) eine zweite Scheibe (15) in geringem Abstand dauerhaft (Schweißnaht 17) verbunden ist, und daß Schraubendurchgangs- oder -befestigungslöcher in dem Drehmomentmeßglied (14) einerseits und in der zweiten Scheibe (15) andererseits auf einem untereinander gleichen radialen Abstand von der Rotationsachse angeordnet sind (F ig. 1).

8. Meßanordnung nach einem vorherigen Anspruch mit einer geraden Anzahl von mit Dehnmeß- b)

streifen beklebten Meßstegen, die jeweils beiderseits fmit je^einem Dehnmeßstreifen beklebt sind und die — umfangsmäßig gleichmäßig verteilt — aus dem Stegkranz ausgewählt sind, welche Dehnmeßstreifen untereinander alle gleich ausgebildet und alle gleich an dem jeweiligen Meßsteg angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnmeßstreifen (18) nach folgenden Kriterien zu einer Vollbückenschaltung elektrisch zusammengeschlossen sind: