DE3245684C1 - Aufsteckbare Drehmomentmeßnabe - Google Patents

Description

• Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Meßnabe ist es von Vorteil, daß die Meßnabe im Bereich der Baulänge der Schlepperzapfwelle bzw. des das Drehmoment ausbringenden Wellenstummels angeordnet ist, und keine schädliche axiale Länge, insbesondere bei der nachfolgenden Anordnung einer längsverschiebbaren Gelenkwelle verloren geht.
• Das Trägerteil für die Meßwertaufnehmer ist auf der Meßnabe in einem Bereich gelagert, der durch die jeweils auftretenden Beanspruchungen so gut wie gar nicht beeinträchtigt wird. Der gleichmäßige Abstand der beiden Meßwertaufnehmer von den beiden Meßwertgebern ist daher ihne besonderen Aufwand einhaltbar.
• Ein besonderes die radiale Ausdehnung der Meßnabe erweiternde Abdeckung bzw. ein Gehäuse ist bei der beschriebenen Ausführung nicht nötig, da das Trägerteil für die Meßwertaufnehmer die Meßnabe teilweise mit einem ringförmigen Ansatz umgreift und im Bereich der Überdeckung durch eine Dichtung gegen eindringenden Schmutz schützbar ist. An der äußeren Stirnseite wird die Meßnabe durch einen hier angebauten Gelenkgabelflansch oder ein anderes anzuflanschendes Bauteil verschlossen.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Meßrad als Speichenrad ausgebildet.
• Durch die Anzahl der Speichen bzw. deren Ausbildung läßt sich die Torsionssteifheit des Meßrades in einfacher Weise den Erfordernissen anpassen.
• Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist das Meßrad aus einem Innenring und einem Außenring gebildet, wobei zwischen Innenring und Außenring eine elastische Schicht angeordnet ist.
• Dieser Aufbau ermöglicht eine kompakte geschlossene Bauweise des Meßrades und ermöglicht auch bei kleinen Drehmomenten die Bildung großer Signallängen zur Erfassung des momentanen Drehmomentes.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Meßnabe, F i g. 2 in der oberen Hälfte ein als Speichenrad ausgebildetes Meßrad und in der unteren Hälfte ein mit einer elastischen Schicht gebildetes Meßrad.
• Die in Fig. 1 im Halbschnitt dargestellte Meßnabe 1 besteht im wesentlichen aus dem Meßrad 3 und dem Trägerteil 5 für die Meßwertaufnehmer 6. Das Meßrad 3 ist mittels einer Arretierungsschraube 10, die in eine auf der Zapfwelle 2 vorgesehene Ringnut 12 eingreift, gegen axiale Verschiebung gesichert.
• Das Trägerteil 5 ist über ein Lager 4 an der dem Getriebegehäuse 17 zugewandten Seite des Meßrades 3 gelagert. Die innerhalb des Trägerteils 5 angeordneten Meßwertaufnehmer 6, die als Hall-Sonden, Differential-Feldplattenfühler oder z. B. als Induktivaufnehmer ausgebildet sein können, sind hierdurch in einem gleichmäßigen Abstand zu den als Meßwertgebern vorgesehenen Planradverzahnungen gehalten.
• Das Meßrad 3 wird durch einen ringförmigen Ansatz 9 am Trägerteil 5 teilweise umfaßt und beide Teile sind gegeneinander durch eine im ringförmigen Ansatz 9 angeordnete Dichtung 8 gegeneinander abgedichtet Am Außenteil des Meßrades 3 ist eine Gelenkgabel 11 angeflanscht, die gleichzeitig die Meßnabe nach außen hin abdichtet.
• In der F i g. 2 ist in der oberen Hälfte ein als Speichenrad ausgebildetes Meßrad 3 dargestellt, bei dem die Speichen 13 die Torsion des Außenumfangs zum Innenumfang des Meßrades 3 aufnehmen. Die Größe der Torsion bzw. des anliegenden Drehmornentes wird über die außen bzw. innen am Meßrand angeordneten Planradverzahnungen 7 an die Meßwertaufnehmer 6 weitergegeben.
• In der unteren Hälfte der F i g. 2 ist ein Meßrad dargestellt, bei dem ein Innen ring 15 und ein Außenring 16 durch eine elastische Schicht 14 miteinander verbunden sind. Die elastische Schicht 14 kann z B. aus einer an den Innenring 15 und den Außenring 16 anvulkanisierten gummielastischen Schicht bestehen. Durch die radiale Dicke der Schicht 14 bzw. die Elastizität des Materials kann die Größe des ausgegebenen Meßwertes an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.
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Claims (1)

1. Patentanspruche: 1. Aufsteckbare Drehmomentmeßnabe zur Messung der Drehzahl und des Drehmomentes einer Antriebswelle, insbesondere der Zapfwelle eines Schleppers beim Antrieb eines landwirtschaftlichen Gerätes, bestehend aus einem auf Torsion beanspruchten Meßteil, der mit zwei aus Verzahnungen bestehenden Meßwertgebern versehen ist, denen je ein Meßwertaufnehmer zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) das Meßteil als das Drehmoment vom Innenumfang zum Außenumfang übertragendes Meßrad (13) ausgebildet ist, b) je einer der als Planradverzahnungen (7) gleicher Teilung ausgebildeten Meßwertgeber am inneren und am äußeren Umfang des Meßrades (3) angeordnet ist, c) ein die Meßwertaufnehmer (6) haltendes Trägerteil (5) auf einem axialen Ende des Meßrades gelagert und drehfest nach außen abgestützt ist, d) das Trägerteil (5) den Außenumfang des Meßrades (3) mit einem ringförmig ausgebildeten Ansatz (9) in axialer Richtung wenigstens teilweise übergreift 2. Aufsteckmeßnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, e) das Meßrad (3) als Speichenrad ausgebildet ist 3. Aufsteckmeßnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, f) das Meßrad (3) aus einem Innenring (15) und einem Außenring (16) gebildet ist und zwischen Innenring (15) und Außenring (16) eine elastische Schicht (14) angeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft eine aufsteckbare Drehmomentmeßnabe zur Messung der Drehzahl und des Drehmomentes einer Antriebswelle, insbesondere der Zapfwelle eines Schleppers beim Antrieb eines landwirtschaftlichen Gerätes, bestehend aus einem auf Torsion beanspruchten Meßteil, der mit zwei aus Verzahnungen bestehenden Meßwertgebern versehen ist, denen je ein Meßwertaufnehmer zugeordnet ist Eine Drehmomentmeßnabe, bei der eine Meßwelle auf Torsion beansprucht wird, und beiderseitig der Meßwelle Zahnräder vorgesehen sind, deren gegenseitige Verdrehung als Maß des an der Meßwelle anliegenden Drehmomentes auf Meßwertaufnehmer übertragen wird, die an Lagerschilden angeordnet sind, in denen die Meßwelle gehalten ist und bei der die Lagerschilde über ein Gehäuse miteinander verbunden sind, ist bekannt (DE-PS 31 12 714).

   Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Nachteil, daß die Drehmomentmeßnabe aufgrund der notwendigen Meßlänge der Meßwelle und der vorgesehenen Lagerung der Meßwelle in den Lagerschilden mit erheblichen Abmessungen in axialer und radialer Rich- tung behaftet ist, die besonders bei der Anordnung der Meßnabe zwischen einem Schlepper und einem über eine Gelenkwelle anzutreibenden landwirtschaftlichen Gerät, wegen des engen Freiraums der beiden Aggregate zueinander in vielen Fällen störend sind. Insbesondere wird durch die axiale Ausdehnung der Meßnabe die Längsverschieblichkeit der Gelenkwelle beeinträchtigt, wodurch die Schwenkmöglichkeiten für das angehängte Gerät beschnitten werden.

   Es ist weiterhin bekannt, ein Schwungrad an einem Antriebsmotor mit radial verlaufenden Schlitzen zu versehen und das jeweils anliegende Drehmoment durch in einem radialen Abstand zueinander gehaltene Sensoren im Bereich der Schlitze abzutasten (US-PS 41 35 390).

   Dabei ist es von Nachteil, daß die Sensoren an dem der Verformung unterworfenen Bereich angeordnet sind. Hierdurch wird das Meßsignal verfälscht, so daß der ausgegebene Meßwert den Proportionalcharakter verliert.

   Da die Sensoren in einem sehr geringen radialen Abstand zueinander angeordnet sind, muß das Schwungrad im Meßbereich sehr weich gestaltet werden, um einen auswertbaren Meßwert abgegeben zu können.

   Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Meßanordnung ist darin zu sehen, daß der Meßwertgeber axialen Verschiebungen unterworfen ist, wodurch eine eindeutige Meßwertausgabe ebenfalls erschwert wird.

   Des weiteren ist ein Leistungsmeßgerät bekannt, bei dem die Momentanleistung durch eine Abtastung der Zahnstellung von zwei als Meßwertgeber dienenden Zahnrädern durch axial vor den beiden Verzahnungen angeordnete Sensoren erfaßt wird (US-PS 35 45 265).

   Bei der beschriebenen Meßeinrichtung ist es jedoch von Nachteil, daß zur Erfassung des Drehwinkels eine relativ große axiale Meßlänge an der drehmomentübertragenden Welle zugrundegelegt ist. Bei dem stark eingeschränkten Freiraum zwischen einem Schlepper und einem landwirtschaftlichen Gerät ist eine derartige, die Länge der weiterführenden Gelenkwelle entsprechend verkürzende Meßlänge nicht tragbar. Die Beugewinkel z. B. beim Anheben des Gerätes würden hierbei unzulässig groß.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auf die Zapfwelle eines Schleppers, oder einen anderen am Getriebeende angeordneten Wellenstummel aufsteckbare Meßnabe zu schaffen, die insbesondere in axialer Richtung den Antriebsstrang nicht beeinflußt, und bei der gewährleistet ist, daß, der Abstand der beiden Meßwertaufnehmer von den beiden Meßwertgebern unabhängig von der jeweiligen Beanspruchung in engen Granzen konstant gehalten ist.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) das Meßteil als das Drehmoment vom Innenumfang zum Außenumfang übertragendes Meßrad ausgebildet ist, b) je einer der als Planradverzahnungen gleicher Teilung ausgebildeten Meßwertgeber am inneren und am äußeren Umfang des Meßrades angeordnet ist, c) ein die Meßwertaufnehmer haltendes Trägerteil auf einem axialen Ende des Meßrades gelagert und drehfest nach außen abgestützt ist, d) das Trägerteil den Außenumfang des Meßrades mit einem ringförmig ausgebildeten Ansatz in axialer Richtung wenigstens teilweise übergreift.