DE3104092C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentmeßeinrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei den bekannten Drehmomentmeßeinrichtungen dieser Art sind die einzelnen Bauteile, insbesondere aber der Meßwertübertrager und die Meßwelle als meßbe­ stimmendes Bauteil, untrennbar miteinander verbunden. Dies hat zur Folge, daß eine Anpassung der Drehmomenteinrichtung an verschiedene Meßbereiche umständlich und kostspielig wird, weil die diesbezüglich relevanten Teile als komplette Einheit ausgewechselt und durch eine für den gewünschten anderen Meßbereich ausgelegte Einheit ersetzt werden müssen. Entsprechende Schwierigkeiten ergeben sich auch dann, wenn die Meßwelle beispielsweise wegen einer Beschädigung durch eine neue ersetzt werden muß.

Bei den aus den Druckschriften DE-OS 27 08 484, US-PS 38 00 591 und DE-AS 28 17 307 bekannten Einrichtungen ist eine Meßbereichsänderung nicht vorgesehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dreh­ momentmeßeinrichtung zu schaffen, deren Meßbereichsumfang mit einem Geringst­ maß an Aufwand sowie rasch und zuverlässig variiert werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßwelle fliegend und lösbar mit der Welle vereinigt und mit Steckkontakten versehen ist, denen in der Welle angebrachte Aufnahmekontakte zugeordnet sind.

Mit dieser Maßnahme ist erreicht, daß die Meßwelle leicht ausgewechselt und durch eine hinsichtlich des Meßbereichs, oder entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung anders dimensionierte, oder gegebenenfalls durch eine unbeschädigte Meßwelle gleicher Dimension ersetzt werden kann.

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, das Aufnahmegehäuse, die Welle einschließlich deren Lagerung im Aufnahmegehäuse, das Meßsystem zur Meßwerterfassung und das Übertragungssystem für die Stromversorgung als separate, von der Meßwelle grundsätzlich unabhängige Baueinheit auszubilden und die Welle mit einer Aufnahme für die Meßwellen zu versehen, welche unabhängig von ihrer meßbereichsbedingten Dimension, oder ihrer Ausgestaltung, stets mit einem in die Aufnahme der Welle passenden Einsatzteil versehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.

Die teilweise im Längsschnitt dargestellte Drehmomentmeßeinrichtung besteht aus einem Aufnahmegehäuse 1, in dem die den Meßwertübertrager verkörpernde Welle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist, mittels zweier Kugellager 3, 4 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 2 enthält eine als konische Ausdrehung ausgebildete Aufnahme 5 für eine Meßwelle 6, die als Torsionswelle ausgebildet ist und einen Konus 7 aufweist, der formschlüssig in die Aufnahme 5 paßt. Der Konus 7 ist bei den jeweiligen Meßwellen unabhängig von deren Meßbereichsauslegung stets gleich ausgebildet. Die Meßwelle 6 ist mit Steckkontakten 8 versehen, denen im Zentrum der Hohlwelle 2 angebrachte Aufnahmekontakte 9 zugeordnet sind. Die Befestigung der in die Hohlwelle 2 einge­ setzten Meßwelle 6 erfolgt mittels eines Flansches 10.

Die auf diese Weise fliegend gelagerte Meßwelle kann einfach und rasch ausge­ wechselt und durch eine für einen anderen Meßbereich oder eine andere Meßauf­ gabe ausgelegte oder im Beschädigungsfall durch eine neue Meßwelle gleichen Meßbereichs ersetzt werden, indem der Flansch 10 abgeschraubt und die Meßwelle in Pfeilrichtung herausgezogen wird, wobei die durch die Aufnahmekontakte 9 und die Steckkontakte 8 gebildete Steckvorrichtung entkuppelt werden.

Die Meßwelle 6 ist beim Ausführungsbeispiel im Bereich ihrer Einschnürung 6 mit Dehnungsmeßstreifen 11 versehen und von einem Schutzgehäuse 12 umgeben. An ihrem freien Ende enthält die Meßwelle ein Anschlußstück 13, z. B. in Form eines Flansches, das bzw. der zum Ankuppeln des betreffenden Meßobjektes dient.

Im Bereich ihres der Meßwelle abgewandten Endes weist die Hohlwelle 2 ein Auf­ nahmeteil 14 für eine Kupplung, eine Riemenscheibe od. dgl. Bauelement auf. Das Meßsystem 15 zur Erfassung des Drehmoments ist in der Hohlwelle 2 unter­ gebracht.

Dieses Meßsystem 15 umfaßt in an sich bekannter Weise einen Verstärker, einen Signalumformer, ein Netzteil mit Gleichrichter, Stabilisierungs- und Kalibrierungs­ schaltung. Das Meßsystem 15 ist über die Verbindungsleitung 16 mit der auf der Hohlwelle 2 angebrachten rotierenden Wicklung 17 eines Transformators verbunden, dessen Sekundärwicklung 17′ fest im Aufnahmegehäuse 1 angeordnet ist.

Die Primärwicklung 18′ des Transformators für die Stromversorgung ist ebenfalls fest im Aufnahmegehäuse 1 installiert, die Sekundärwicklung 18 befindet sich auf der rotierenden Hohlwelle 2. Die Stromzuführungsleitung zum Netzteil des Meßsystems 15 ist mit 19 bezeichnet.

Das Aufnahmegehäuse 1, die Hohlwelle 2 einschließlich deren Lagerung 3, 4, das Meßsystem 15 zur Meßwerterfassung und das Übertragungssystem 18, 18′ bilden eine von der Meßwelle 6 unabhängige Baueinheit, in welche wahlweise die verschiedenen, entsprechend dem jeweiligen Meßbereich dimensionierten Meßwellen einsetzbar sind.

Da die erfindungsgemäße Drehmomentmeßeinrichtung nur wenige Bauteile erforder­ lich macht (Lager, Meßwertübertragungssystem, Verstärker) und die Meßwelle keine kostspieligen Installationen benötigt (Verstärker- und Übertragungselemente), wird der Vorteil der beliebigen Dimensionierung und leichten Auswechselbarkeit der Meßwellen durch denjenigen einer preiswerten Herstellung ergänzt.

Bei einer entsprechenden Drehmomentbelastung zwischen dem auf dem Anschlußstück 13 der Meßwelle angebrachten Meßobjekt und beispielsweise einer auf der Hohlwelle 2 im Bereich ihres Aufnahmeteils 14 wirkenden Bremse od. dgl. tritt eine Relativ­ verdrehung zwischen der Meßwelle 6 und der Hohlwelle 2 ein, die in an sich be­ kannter Weise mittels der beschriebenen Anordnung ausgewertet wird.

Die Aufnahmekontakte 9 sind über die leitenden Verbindungen 20 an das Meßsystem 15 angeschlossen.

Die auswechselbare Meßwelle 6 kann durch entsprechende Applikationen auch zur Messung anderer, vom Drehmoment abweichenden Kräften oder Größen gestaltet werden.

Claims (9)

1. Drehmomentmeßeinrichtung, bestehend aus einer drehbar im Aufnahmegehäuse angeordneten, als Meßwertübertrager ausgebildeten Welle, einem Meßsystem zur Drehmomenterfassung und einem Übertragungssystem für die Stromver­ sorgung sowie aus einer mit der Welle kraftschlüssig und verdrehsicher verbundenen Meßwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) fliegend und lösbar mit der Welle (2) vereinigt und mit Steckkontakten (8) versehen ist, denen in der Welle (2) angebrachte Aufnahmekontakte (9) zugeordnet sind.

2. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegehäuse (1), die Welle (2) einschließlich deren Lagerung (3, 4), das Meßsystem (15) zur Drehmomenterfassung und das Übertragungssystem (18, 18′) für die Stromversorgung eine separate, von der Meßwelle (6) unabhängige Baueinheit verkörpern, die mit einer in der Welle (2) vorgesehenen Aufnahme (5) für die verschiedenen, entsprechend dem jeweiligen Meßbereich dimen­ sionierten Meßwellen versehen ist.

3. Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßwelle (6) als Torsionswelle ausgebildet, mit Dehnungs­ meßstreifen (11) versehen und mittels eines Flansches (10) mechanisch fest mit der Welle (2) verbunden ist.

4. Drehmomentmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steckkontakte (8) der Meßwelle (6) konzentrisch zur Meß­ wellenachse liegen und die Aufnahmekontakte (9) für die Steckkontakte (8) im Zentrum der Welle (2) angebracht sind.

5. Drehmomentmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Welle (2) vorgesehene Aufnahme (5) für die Meß­ wellen als konische Ausnehmung ausgebildet ist und die Meßwelle(n) mit einem Konus (7) versehen ist (sind), der in die Ausnehmung formschlüssig paßt.

6. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (15) zur Drehmoment­ erfassung in der Welle (2) untergebracht oder auf dieser angeordnet ist.

7. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) beidseitig aus dem Aufnahmegehäuse (1) herausragt und an ihrem der Meßwelle (6) abgewandten Ende als Aufnahmeteil (14) für eine Kupplung od. dgl. Teil ausgebildet ist.

8. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) von einem Gehäuse (12) umgeben ist und einen Flansch (13) zum Ankuppeln des Meßobjektes aufweist.

9. Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßwertübertrager ver­ körpernde Welle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist.