DE2837875A1

DE2837875A1 - Vorrichtung zum messen der von einem hohlen drehorgan getragenen oder uebertragenen radialbeanspruchung

Info

Publication number: DE2837875A1
Application number: DE19782837875
Authority: DE
Inventors: Francois Simon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1979-03-29
Also published as: AU3906778A; CH621866A5; IT1097937B; FR2402195A1; GB2003614A; BE869399A; US4171639A; DE2837875C2; FR2402195B1; JPS5449181A; AU523861B2; ES472420A1; IT7826586A0; NL7807522A; CA1099950A

Description

Vorrichtung zum Messen der von einem hohlen Drehorgan getragenen oder übertragenen Radialbeanspruchung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Radialbeanspruchung bzw. Radialkraft, die von einem hohlen Drehorgan, insbesondere einer Riemenscheibe, einer Rolle, einem Zahnrad oder einer Trommel, getragen oder übertragen wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (FR-PS 74 24 304)ist das Drehorgan auf einem hierzu koaxialen, festen Organ angeordnet, das zwei radiale Flansche zur direkten oder indirekten Verbindung mit dem Support aufweist, der seinerseits ganz allgemein eine Querwelle ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist wenigstens ein Detektor entweder auf dem festen Organ oder auf den Flanschen oder aber auf den Verbindungsmitteln zwischen den Flanschen und dem Support angeordnet.

Ausgehend hiervon, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungs ge mäßen Art zu schaffen, welche die Anwesenheit von Flanschen überflüssig macht.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Mittel zur Kupplung des Kranzes mit dem Support entweder durch ein starres mechanisches Stück, bei dem der Detektor ein Fühler für die Verformungen dieses starren Stückes ist, oder aber durch den Detektor selbst gebildet sein, der dann ein Fühler bzw. Geber für Verschiebungen bzw. Ortsveränderungen oder ein Belastungsfühler ist.

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Die Erfindung wird im folgenden in Form mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Vor

richtung in axialer Seitenansicht und

Fig. 2 im Schnitt gemäß Linie Π-Π nach Fig. 1;

Fig. 3 in axialer Seitenansicht eine abgewandelte Ausfüh

rungsform;

Fig. 4 und 5 schematisch teilweise geschnitten in axialer Seiten

ansicht weitere Ausführungsformen;

Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform im Schnitt

gemäß Linie VI-VI nach Fig. 7 und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Linie

Vn-VII nach Fig. 6;

Fig. 8 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform in

Seitenansicht und

Fig. 9 im Schnitt gemäß Linie K-IX nach Fig. 8;

Fig. 10 schematisch teilweise geschnitten in axialer Seiten

ansicht eine Doppe !darstellung zwei weiterer Ausführungsformen;

Fig. 11 im Schnitt eine Doppeldarstellung, wobei die rechte

Hälfte einen Schnitt gemäß Linie XI-XI nach 10 und

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die linke Hälfte einen Schnitt gemäß Linie ΧΠ-ΧΙΙ nach Fig. 10 darstellt,sowie

Fig. 12 in axialem Schnitt eine weitere abgewandelte Ausfüh

rungsform.

Die aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Vorrichtung weist zwei zueinander koaxiale Ringorgane 1, 2 auf, wobei ein festes Organ 2 in Form eines Kranzes ein Drehorgan 1 umgibt. Rollen- bzw. Kugellager, die schematisch durch Kugeln 3 dargestellt sind, gewährleisten die freie Drehung des Drehorgans 1 im festen Organ 2. Das Drehorgan 1 ist beispielsweise eine mit einer Nut versehene Riemenscheibe 4, die über einen Umschlingungswinkel von wenigstens 180 ein Hub- oder "Verbindungskabel 5 aufnimmt. Das innere Drehorgan 1 ist hohl ausgebildet. Um den Durchlaß des Kabels 5 zu ermöglichen, ist das einen Kranz darstellende feste Organ 2 bei 2a mit Durchbrechungen versehen.

Mittels einer im folgenden noch zu beschreibenden Meßvorrichtung wird es nun ermöglicht, diejenige radiale Belastung zu messen, die zwischen dem Drehorgan 1 und einem festen Support, beispielsweise einer Welle 6, wirkt, ohne jedoch den Innenraum 7 des Drehorgans 1 zu beanspruchen oder zu beeinträchtigen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 trägt das Kabel 5 eine nicht dargestellte Last; dies ist die vertikale Belastung bzw. Beanspruchung, die von der genannten Last hervorgerufen wird und die gemessen werden soll. Zu diesem Zweck trägt die Welle 6, die aus Gründen der Stabilität gegenüber den Organen 1, 2 nach oben hin exzentrisch angeordnet ist, zwei vertikale Arme 8, die beidseits der aus den Organen 1, 2 gebildeten Gesamtheit angeordnet und, beispielsweise mittels bei 9 erfolgender Verschraubung, auf dem unteren Teil der radialen Stirn-

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flächen des Kranzes 2 befestigt sind. Auf diesen Armen sind Meßfühler bzw. Meßwertgeber 10 vorgesehen, welche die Form von Dehnungsmeßstreifen aufweisen. Die durch diese Dehnungsmeßstreifen 10 gegebene Information wird in bekannter Weise weiter ge leitet bzw. ausgewertet, um diejenige radiale Beanspruchung anzuzeigen, die vom Drehorgan 1 auf die feste Welle 6 übertragen wird.

Wie leicht einzusehen, lassen die Arme 8 sowohl den gesamten Innenraum 7 im Innern des Drehorgans 1 als auch den Zugang zu diesem Innenraum 7 frei.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 entspricht die dargestellte Vorrichtung hinsichtlich der Elemente 1 bis 7 der zuvor beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2. Hierbei trägt jedoch die Welle 6 nicht zwei vertikale Arme, sondern demgegenüber zwei horizontale Arme 11, die, beispielsweise durch bei 12 erfolgender Verschraubung, auf den auf der Höhe der Welle 6 gelegenen Teilen der radialen Stirnflächen des Kranzes 2 befestigt sind. Auf den Armen 11 sind Meßwertfühler 13 angeordnet. Die durch diese Meßwertfühler 13 gemessenen Deformationen sind Biegeverformungen, während sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 Zugverformungen waren.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden der Innenraum 7 und der Zugang hierzu genau wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform völlig frei gelassen.

Während bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 die Detektoren auf den das Drehorgan 1 mit dem Support, d. h. der Welle 6 verbindenden Mitteln (d. h. den Armen 8 bzw. 11) angeordnet sind, sind bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 4 bis 7 die Detektoren ein Teil dieser Verbindungsmittel.

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So trägt bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4, die hinsichtlich der dargestellten Elemente 1 bis 7 den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 entspricht, die Welle 6 zwei dreieckige Arme 14, während der Kranz 2 an seinem unteren Teil eine Wiege 15 aufnimmt, deren Enden den Enden der Arme 14 gegenüberliegen. Zwischen den Armen 14 und der Wiege 15 sind Zuggeber 16, d. h. also Zugfühler, angeordnet. Diese Zuggeber 16 sind beispielsweise Druckmittelzylinder, deren gemessener Druck für die übertragene Beanspruchung bzw. Belastung repräsentativ ist. - . "-

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 4 lediglich durch die Anordnung bzw. Ausbildung der Verbindungsmittel und durch die Anordnung der Detektoren. Hierbei trägt die Welle 6 genau wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 zwei horizontale Arme 17, auf denen - unter Zwischenanordnung von Druckgebern 18 - beispielsweise Druckmittelzylinder 18a ruhen, wobei am oberen Teil des Kranzes 2 Laschen 19, 19a befestigt sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 unterscheidet sich in gleicher Weise von derjenigen gemäß Fig. 5 nur durch die Ausbildung der Verbindungsmittel und durch die Anordnung der Detektoren. Hierbei trägt die Welle 6 zwei Seitenwangen 20, auf denen koaxial zu den Organen 1, 2 eine zylindrische Wiege 21 befestigt ist; der Kranz 2 ruht mit seinem unteren Teil auf der Wiege 21, und zwar unter Zwischenschaltung eines Fluidpolsters, das in einer Membran 23 eingeschlossen ist. Die aus Fluidpolster 22 und Membran 23 gebildete Einheit nimmt in gleicher Weise eine zylindrische Form an. Diese Einheit 22, 23 ist mit Durchlässen 24 für das Kabel 5 versehen; zum selben Zweck ist die Wiege 21 ebenfalls mit Öffnungen 25 versehen.

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Die Messung desjenigen Drucks, der im Fluidpolster 22 herrscht, erlaubt dann die Bestimmung der Beanspruchung, die hierauf ausgeübt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Richtung der zu messenden Beanspruchung variabel.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 und 9 ist das Drehorgan 1 außerhalb des festen Organs 2 angeordnet und rollt auf einer Fläche 26 ab. Hierbei sind das Profil der Außenfläche des Drehorganes 1 und das Profil der Oberfläche 26 in geeigneter Weise gemäß dem jeweiligen Gebrauchs- und Anwendungszweck ausgewählt. So kann beispielsweise die Oberfläche 26 die Form einer Schiene und die Außenfläche des Drehorgans 1 eine hieran angepaßte komplementäre Form aufweisen. Die Welle 6,die gegenüber den Organen 1, 2 exzentrisch nach unten angeordnet ist, nimmt zwei vertikale Arme 27 auf; diese tragen die Last, deren resultierende Beanspruchung bzw. Kraft zu messen ist. An der Welle sind in gleicher Weise zwei vertikale Arme 28 befestigt, die, beispielsweise durch bei 29 erfolgende Verschraubung, fest mit dem oberen Teil der radialen Flächen des inneren festen Organs 2 verbunden sind. Dehnungsmeßstreifen 30 sind entweder an den Armen 28 oder, wie gestrichelt dargestellt, auf den Armen 27 angeordnet.

Die beiden weiterhin abgewandelten Ausführungsformen, die jeweils in der rechten und linken Hälfte von Fig. 10 und 11 dargestellt sind, unterscheiden sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 8 und 9 lediglich durch die Ausbildung der Verbindungsmittel und durch die Anordnung der Detektoren.

So ruhen bei der in der linken Hälfte von Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform zwei Arme 31, welche die Last tragen, unter Zwischenschaltung von Druckgebern 32 auf Laschen 33, die mittels Schrauben 34 am unteren Teil der radialen Flächen des festen Innenorgans 2 befestigt sind.

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Demgegenüber sind bei der in der rechten Hälfte gemäß Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform zwei Arme 35, welche die Last tragen, unter Zwischenschaltung von Zuggebern 36, beispielsweise Druckmittelzylindern, an Laschen 37 aufgehängt, die durch Schrauben 38 am oberen Teil der radialen Flächen des festen Innenorgans 2 befestigt sind.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 12 ist gegenüber derjenigen nach Fig. 6 und 7 abgewandelt bzw. hiervon abgeleitet und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß sich das Drehorgan 1 außerhalb des festen Organs 2 befindet. Die Welle 6, die gegenüber den Organen 1, 2 nach oben hin exzentrisch angeordnet ist, trägt ein Gebilde 39, das eine Wiege 40 zur Aufnahme eines von einer Membran 23 umschlossenen Fluidpolsters 22 bildet; das feste Organ 2 nimmt mittels Schrauben 41 am unteren Teil seiner radialen Flächen eine Wiege 42 auf, die innerhalb der Wiege 40 angeordnet ist. Die Wiegen 40, 42 sind zylindrisch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Zwischen ihnen erstreckt sich die aus dem Fluidpolster 22 und der Membran 23 gebildete Anordnung 22, 23, deren gemessener Druck repräsentativ ist für die vom Drehorgan 1 auf die Welle 6 übertragene Beanspruchung bzw. Belastung.

In all denjenigen Fällen, in denen sich das Drehorgan 1 im Inneren des Supportes 2 befindet, ergeben sich die folgenden zusätzlichen Vorteile:

die Oberfläche, auf der die vom Drehorgan auf dessen Support ausgeübten Belastungen verteilt sind, ist sehr viel größer, was die spezifischen Beanspruchungen verringert,

die auf den Support ausgeübte Beanspruchung greift am unteren Ende an, was ein stabiles Gleichgewicht zur Folge hat und keinerlei Begrenzungen hinsichtlich des Kabeldurchlaufwinkels in bezug auf das Drehorgan bedingt,

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der Durchmesser des für die Achse im Innenraum vorgesehenen Durchlasses ist nicht mehr beschränkt und

diejenigen Störeffekte, die sich aufgrund von schräg auf die Meßwertfühler wirkenden Kräften ergeben, sind aufgehoben.

Aus alledem ergibt sich, daß es mit der beschriebenen Vorrichtung in einfacher Weise möglich ist, die aufgebrachte radiale Belastung zu messen, ohne den Innenraum zu beanspruchen und ohne den Zugang hierzu zu verbauen.

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eerseite

Claims

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Patentanwälte

München 22 ■ Steinsdorfstraße 21 - 22 Telefon Q 8 9 / ? 9 84 E

Francois Simon
Route d'Annecy, 73410 ALBENS

Vorrichtung zum Messen der von einem hohlen Drehorgan getragenen oder übertragenen Radialbeanspruchung

Patentansprüche:

IJ Vorrichtung zum Messen der von einem hohlen Drehorgan getragenen oder übertragenen Radialbeanspruchung, wobei das hohle Drehorgan auf einem hierzu koaxialen, festen, hohlen Organ in Form eines Kranzes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kranz (2) mit einem festen Support (6) über Verbindungsmittel (8;11; 14, 15; 17, 19 usw.) gekuppelt ist, die den den Organen (1, 2) gemeinsamen Innenraum (7) und den Zugang hierzu frei lassen, und daß zwischen dem Kranz (6) und dem Support (2) wenigstens ein Detektor (10, 13, 16, 18 usw.) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Detektor (10, 13) auf den Verbindungsmitteln (8, 11) zwischen dem Kranz (2) und dem Support (6) befestigt ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs- bzw. Kupplungsmittel (8, 11) starr ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (10, 13) vom Typ eines Deformationsgebers ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (16, 18, 22 usw.) in der Verbindungskette, d. h. Verbindungsreihe (14, 15; 17, 19; 20, 21) zwischen dem Kranz (2) und dem Support (6) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, da du rc h gekennzeichnet, daß der Detektor durch ein Fluidpolster (22) gebildet ist, dessen Druck gemessen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidpolster (22) zwischen einer zylindrischen festen Wiege (21) und einer hierzu komplementären, mit dem festen Organ (2) fest verbundenen Fläche eingeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehorgan (1) im Innern des festen Organs (2) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Organ (2) im Innern des Drehorgans(l) angeordnet ist.

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