DE2837875C2

DE2837875C2 - Vorrichtung zum Messen der Radialkraft zwischen einem drehbaren ersten Ringteil und einem ortsfesten Träger

Info

Publication number: DE2837875C2
Application number: DE2837875A
Authority: DE
Inventors: François Albens Simon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1978-08-30
Publication date: 1983-01-20
Also published as: NL7807522A; JPS5449181A; AU3906778A; US4171639A; CH621866A5; CA1099950A; IT7826586A0; AU523861B2; GB2003614A; FR2402195A1; DE2837875A1; BE869399A; ES472420A1; FR2402195B1; IT1097937B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Radialkrafi zwischen einem drehbaren ersten Ringteil und einem ortsfesten Träger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemä Ben Art (DE-AS 25 29 552) sind die Verbindungsteile, die das drehfeste zweite Ringteil mit dem die Form beispielsweise einer Welle aufweisenden ortsfesten Träger verbinden, als kreisförmige Flansche ausgebildet, die den von den koaxialen Ringteilen umschlösse nen Innenbereich vollständig verschließen Dies hat /ur Folg';, daß weder ein axialer Durchgang noch ein Zugang /u diesem Innenbereich von außen in Achsrichtung möglich ist. so daß sich Schwierigkeiten ergeben, wenn in diesem von den Ringteilen umschlosjenen Innenbereich Einrichtungen untergebracht wer- m> den sollen, die den Innehbereich in Achsrichtung durchziehen. Solche Einrichtungen, die in der Hebetechnik beispielsweise Traversen oder lastaufnehmende Einrichtungen, wie Hubwerke, Kranhaken usw.. sein können, müssen jedoch bei der bekannten Vorrichtung e>5 aufgrund des durch die Flansche verschlossenen Innenbereichs entweder an einer anderer. Stelle angebracht werden oder aber es muß. wenn die Flansche durchbohrt werden, eine Beeinträchtigung des Meßergebnisses in Kauf genommen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der geschilderten Nachteile derart auszugestalten, daß dsr von den Ringteilen umschlossene Innenbereich frei bleibt sowie von außen frei zugänglich ist und dennoch die Radialkraft äußerst genau gemessen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen aufgeführt.

Da bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung die Verbindungsteile nicht als den Innenbereich vollständig verschließen je Flansche, sondern demgegenüber armartig ausgebildet sind, die den ortsfesten Träger mit dem drehfesten Ringteil verbinden, ist dieser von den Ringteilen umschlossene Innenbereich außerordentlich leicht zugänglich und gleichzeitig gewährleistet, daß dieser Innenraum beliebige Einrichtungen aufnehmen kann, ohne daß die Meßgenauigkeit der Vorrichtung darunter leidet

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

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung in Seitenansicht und

F i g. 2 im Schnitt g:mäß Linie H-II nacn Fig. 1; F1 g. 3 in Seitenansicht eine abgewandelte Ausführungsform:

Fig.4 und 5 schematisch teilweise geschnitten in Seitenansicht zwei weitere Ausführungsformen:

F 1 g. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform im Schnitt gemäß Linie VI-VI nach F i g. 7 und

F i g. 7 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Lime VII-VII nach F ig. 6;

Fig. 8 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform in Seitenansicht und

F 1 g. 9 im Schnitt gemäß Linie IX-IX nach F i g. 8: Fig. 10 schematisch teilweise geschnitten in axialer Seitenansicht eine Doppeldarstellung zweier weiterer Ausführungsformen:

F 1 g. 11 im Schnitt eine Doppeldarstellung, wobei die linke Hälfte einen Schnitt gemäß Lime Xl-Xl nach Fig. 10 und die rechte Hälfte einen Schnitt gemäß Linie XIIXII nach F1 g. lOdarstellt.sowie

Fig. 12 in axialem Schnitt eine weitere abgewandelte Ausführungsform.

Die aus F 1 g 1 und 2 ersichtliche Vorrichtung weist zwei zueinander koaxiale Ringteile 1, 2 auf. wobei das zweite Ringteil 2 drehfest ausgebildet im und das drehbar ausgebildete erste Ringteil 1 umgibt. Rollenbzw Kugellager 3 gewährleisten die freie Drehbarkeit des ersten Ringteils I im drehfesten Ringteil 2. Das drehbare Ringteil I ist beispielsweise eine mit einer Nut 4 versehene Riemenscheibe, die über einen Umschlingungswinkcl von wenigstens 180 ein Kabel 3 aufnimmt. Um den Durchlaß des Kabels 5 /u ermöglichen, ist das drehfeste Rmgteil 2 mit Durchbrechungen 2a versehen. Mittels einer im folgenden beschriebenen Meßvorrichtung kann diejenige Radulkraft gemessen werden, die zwischen dem drehbaren Ringteil 1 und einem ortsfesten Träger 6. beispielsweise einer Welle, wirkt, ohne jedoch den Innenbereich 7 des drehbaren Ringteils 1 in Anspruch zu nehmen oder dessen Zugänglichkeit zu beeinträchtigen.

Das Kabel 5 trägt eine nicht dargestellte Last, welche die zu messende Radialkraft hervorruft. Die Welle 6, die aus Stabilitätsgründen gegenüber den Ringteilen 1, 2

nach oben hin exzentrisch angeordnet ist, trägt zwei vertikale armartige Verbindungsteile 8, die beidseits der Ringteile 1, 2 angeordnet und mittels Schrauben 9 am unteren Teil der radialen Stirnflächen des drehfesten Ringteils 2 befestigt sind. Auf diesen Verbindungsteilen 8 sind Verformungsdetektoren 10 in Form von Dehnungsmeßstreifen befestigt. Die durch diese Verformungsdetektoren 10 gemessenen Zugverformungen werden in bekannter Weise weitergeleitet, um diejenige Radialkraft anzuzeigen, die vom drehbaren Ringteil 1 auf die ortsfeste Welle 6 übertragen wird. Es lassen daher die armartigen Verbindungsteile 8 sowohl den gesamten Innenbereich 7 im Innern des drehbaren Ringteils 1 als auch den Zugang hierzu frei.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 3 verlaufen die beiden armartigen Verbindungsteile 11, die von der ortsfesten Welle 6 getragen werden, nicht vertikal, sondern horizontal und sind durch Schrauben 12 an den auf der Höhe der Welle 6 gelegenen Teilen der radialen Stirnflächen des drehfesten Ringteiles 2 befestigt. Auf den horizontalen Verbindungsteilen 11 sind Verformungsdetekto^en 13 angeordnet, die im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß F i g. I und 2 Biegeverformungen messen.

Während bei den Ausführungsformen gemäß Fig.! bis 3 die Verformungsdetektoren 10, 13 auf den das drehbare Ringteil 1 mit der ortsfesten Welle 6 verbindenden Verbindungsteilen 8 bzw. 11 befestigt sind, sind sie bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 4 bis 7 ein Teil dieser Verbindungsteile.

So trägt bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 die ortsfeste Welle 6 zwei dreieckigförmige armartige Verbindungsteile 14. während das drehfeste Ringteil 2 an seinem unteren Teil eine Wiege 15 aufnimmt, deren Enden denjenigen der Verbindungsteile 14 gegenüberliegen. Zwischen den Verbindungsteilen 14 und der Wiege 15 sind als Zugfühler wirkende Detektoren 16 in Form von Druckmittelzvlindern angeordnet, deren gemessener Druck für die übertragene Radialkraft repräsentativ is·

Die Ausführungsform gemäß F i g. 5 unterscheidet sich von derjenigen gemäß F ι g. 4 lediglich durch die Ausbildung der Verbindungsteile und durch die Anordnung der Detektoren. Hierbei tragt die ortsfeste Welle 6 genau wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 zwei horizonta¹ verlaufende arnartige Verbindungsteile 17. auf denen — unter Zwischenanordnung von Druckfühlern 18 — Druckmittel/vlinder |8j ruhen, wobei am oberen Teil des d'ehfesten Ringteils 2 zwei Laschen 19.19j befestigt sin-!

Die Ausfiihrungsform gcrtiiß F ι g. b und 7 unterscheidet sich von derjen gen gc'raß F ι g. 5 ebenfalls nur durch die ■Xusbildung der Verbindungsteile und durcli die Anordnung der Detektoren Hierbei tragt die ortsfeste Welle 6 zwei Sei'enwangen 20. auf denen koaxial zu den Ringteilen 1,2 ein ortsfeste, zvlindrisches teilkranzförmigcs Te> 21 befestigt ist; das drehfeste R.ngteil 2 ruht mn seinem unteren feil auf dem teilkran/formigen Teil 21. und zwar unter /wischen schaltung eines als Detektor 22 dienenden Druckkis «,ens. das in einer Mcmbr.m 21 cmgcsthlosvcn im und in gleicher Weise eine zylindrische Form annimmt. Die Membran 2.3 ist mil Durchlässen 24 für das Kabel 5 versehen: zum selben Zweck ist das teilkranzförmige Teil 21 ebenfalls mit Öffnungen 25 versehen.

Die Messung dcsjerii_ccn Drucks, der im Druckkissen 22 herrscht, erlaubt dann die Bestimmung der hierauf .!usgei'ibten Radialer.'■ riie bei der dai'tre^'clltc'.

Ausführungsform in ihrer Richtung variabel ist.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 und 9 ist das d.-ehbare Ringteil 1 außerhalb des drehfesten Ringieils 2 angeordnet und rollt auf einer Fläche 26 ab. Hierbei sind das Profil der Außenfläche des drehbaren Ringteils 1 und der Fläche 26 gemäß dem jeweiligen Gebrauchsund Anwendungszweck ausgewählt. So kann beispielsweise die Fläche 26 die Form einer Schiene und die Außenfläche des drehbaren Ringteils 1 eine hierzu

ίο komplementäre Form aufweisen. Die ortsfeste Welle 6, die gegenüber den Ringteilen 1, 2 exzentrisch nach unten angeordnet ist, nimmt zwei vertikale Arme 27 auf, welche diejenige Last tragen, deren von ihr ausgeübte Radialkraft zu messen ist. An der Welle 6 sind außerdem zwei vertikal verlaufende armartige Verbindungsteile 28 befestigt, die durch Schrauben 29 fest mit dem oberen Teil der radialen Stirnflächen des inneren drehfesten Ringteils 2 verbunden sind. Verformungsdetektoren 30 in Form von Dehnungsmeßstreifen sind entweder an den Verbinduirgsteilen oder, wie gestrichelt dargestellt, an den Armen 27 angeordnet.

Die beiden weiterhin abgewandelten Ausf ihrungsformen, die jeweils in der linken und rechten Hälfte von Fig. i0 und Il dargestellt sind, unterscheiden sich von

2> der Ausführungsform gemäß Fig.8 und 9 lediglich durch die .usbildung der Verbindungsteile und durch die Anordnung der Detektoren.

So ruhen bei der in der linken Hälfte von F ι g. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform zwei Arme 31,

i" welche die Last tragen, unter Zwischenschaltung von als Druckfühlern wirkenden Detektoren 32 auf horizontal verlaufenden armartigen Verbindungsteilen 33. die durch Schrauben 34 am unteren Teil der radialen Stirnflächen des innerhalb des drehbaren Ringteils 1

)"> angeordneten drehfesten Ringieils 2 befestigt sind.

Demgegenüber sind bei der in der rechten Hälfte gemäß Fig. 10 und ti dargestellten Ausführungsform zwei Arme 35. welche die Last tragen, unter Zwischenschaltung von als Zugfühlern wirkenden

4.1 Detektoren 36. beispielsweise Druckmittelzylindern, an armartigen Verbindungsteilen 37 aufgehängt, die durch Schragen 38 am oberen Teil der radialen Stirnflächen des drehfesten Ringteils 2 befestigt sind

Die Ausführungsform gemäß Fig. 12 ist gegenüber

is derjenigen nach F i g. b und 7 abgewandel! bzw. hiervon abgeleitet und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß das drehbare Ringteil 1 außerhalb des drehfesten Ringteils 1 angeordnet ist. Die Welle 6. die gegenüber den Ringteilen 1,2 nach oben hin

ν. exzentrisch angeordnet ist. trägt ein Gebilde 39. das ein ortsfestes teilkran/förrniges Teil 40 /ur Aufnahme des von der Membran 23 umschlossenen Dnickkissens 22 bildet: d.is drehfeste Ringtcl 2 nimmt mittels Schrauben

41 am '.Heren Teil seiner radialen Stirnflachen ein ' teilkran/formiges Teil 42 .inf. clic innerhalb des tcilkran/formigcn Teils 40 angeordnet ist Die Teile 40,

42 ^iiui /viindnsch ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet /w ischcn ihnen erstreckt sich der Detektor 22. dessen gemessener Druck repräsentativ ist für die v..in drehbaren Ringteil 1 auf die ortsfeste Welle 6 uDcrtragtni; Raduilkrafl.

In all den Fallen, in denen das drehbare Ringtail I innerhalb des drehfesten Ringtciles 2 angeordnet ist. ergeben sich die folgenden zusätzlichen Vorteile:

- «.!ic Oberfläche, aul eier die vom drehbaren Ringteil I iiuf das drehfestc Ringteil 2 ausgeübten Belastungen verleih sind, is¹ sehr \'.' L'ioUer. «Aas

die spezifischen Beanspruchungen verringert,
die auf das drehfeste Kingteil 2 ausgeübte Radialkraft greift am unteren Ende an. was ein stabiles Gleichgewicht zur Folge hat und keinerlei Begrenzungen hinsichtlich des Kabeldurchlaufwinkels in bezug auf das drehbare Ringteil I bedingt,

der Durchmesser des für die Achse im Innenbereich 7 vorgesehenen Durchlasses ist nicht mehr beschränkt und

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

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Radialkraft zwischen einem drehbaren ersten Ringteil und einem ortsfesten Träger, bei der das erste Ringteil 5 auf einem dazu koaxialen zweiten Ringteil gelagert ist, das mit Verbindungsteilen gekuppelt ist, bei der die Verbindungsteile drehbar im exzentrisch zur gemeinsamen Achse der Ringteile angeordneten Träger gelagert und derart ausgebildet sind, daß sie den von den koaxialen Ringteilen umschlossenen Innenbereich freilassen, und bei der die Radialkraft durch Detektoren im Kraftübertragungsweg zwischen dem zweiten Ringteil und dem ortsfesten Träger erfaßbar ist, dadurch gekennzeich-is η e t. daß die Verbindungsteile (8, 11,14, 17, 20, 28, 33, 37, 39) zwecks leichter Zugänglichkeit des Innenbereichs (7) armariig ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, ds ^ auf den armartigen Verbindungsteilen (8, U) Veiiormungsdetektoren (10, 13) befestigt sind

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die armartigen Verbindungsteile (8,11) starr sind

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dnickmessende Einrichtung als Detektor (22) zwischen einem ortsfesten zylindrischen teilkranzförmigen Teil (21, 40) und einer hierzu komplementär ausgebildeten, mit dem dreh- jo festen Ringtril {2) fest verbundenen Fläche gebildet ist.

5. Vorricbtung nach iinem t tx Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ringteil (1) innerhalb des drehfesten Rin_t eils (2) angeordnet v> ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ringteil (1) außerhalb des drehfesten Ringteils (2) angeordnet ISt.