DE375187C

DE375187C - Device for mechanical measurement of torques, powers, circumferential forces

Info

Publication number: DE375187C
Application number: DED38506D
Authority: DE
Original assignee: KURT VON DOBBELER
Current assignee: KURT VON DOBBELER
Publication date: 1923-05-08

Description

Vorrichtung zur mechanischen Messung von Drehmomenten, Leistungen, Umfangkräften. Die Dvnainoineter kann man, abgesehen von Slieziallcoiistriil<tiunen, in zwei Gruppen einteilen, solche. die die gesamte Leistung verzehren (Brenisdt-namometer) und solche, bei denen die zu lnes:ende Energie (lurch ein elastisches Glied geleitet wird (Torsionsdvnamonieter).Device for the mechanical measurement of torques, powers, Circumferential forces. Apart from Slieziallcoiistriil, one can tune the Dvnainoineter, divide into two groups, such. who consume the entire power (Brenisdt namometer) and those in which the energy to be inner: is passed through an elastic member becomes (Torsionsdvnamonieter).

y Diejenigen der zuletzt genannten Art bedürfen ständiger L"berwachung, weil die Elastizität rles Zwischengliedes stets von unberechenbaren Einflüssen abhängt (z. B. Teniperaturschwankungen. Ermüdtingserscheinungen) und daher die lleßresultate unzuverlässig sind. Ein weiterer 'Nachteil dieser Art von D@-nainometern liegt darin, (Maß für große Leistungen schwere und teure Federungen notwendig sind, die außerdem erlieblichen Rauin in Anspruch nehmen.y Those of the last-mentioned type require constant monitoring, because the elasticity of the pontic always depends on unpredictable influences (e.g. temperature fluctuations, signs of fatigue) and therefore the failure results are unreliable. Another disadvantage of this type of D @ -nainometer is that (Measure for high performance heavy and expensive suspensions are necessary, which also take advantage of the lovely rough.

Die D_vnaniometer der an erster Stelle genannten Art sind in hohem 'Maße unwirtschaftlich. weil die gesamte Leistung in Reibungsenergie umgesetzt wird. Außerdem sind derartige Dvnainometer nur in Versuchsfeldern benutzbar, weil ihre Anwendung die jeweilige Abkupplung der Arbeits--niaschine notwendig macht.The D_vnaniometer of the type mentioned in the first place are in high 'Dimensions uneconomical. because the entire power is converted into frictional energy. In addition, such DVnainometers can only be used in test fields because their Application makes the respective decoupling of the working machine necessary.

Der Erfindtin- hat daher die bedeutsanic Aufgabe zugrunde g:legen, ein Dynamometer zu schaffen, welches bei absoluter Genaliigkeit und dauernder Zuverlässigkeit nur einen Teil der zu niessenilen Energie verbraucht, d. h. welches ähnlich wie ein Torsiolis(lvnanioineter in den Kraftfluß eingeschaltet werden kann.The inventor therefore has the important task as the basis: to create a dynamometer, which with absolute accuracy and lasting reliability only consumes part of the energy to be consumed, d. H. which similar to a torsiolis (lvnanioineter can be switched into the power flow.

Zur Lösung der Aufgabe wirr' crfiuriungsgemäß eine Vorrichtung vor-eAchlagen, rlie dadurch eigenartig ist, daß an einem mit der Antriebswelle fest verbundenen Organ ein Doppelhebel schwingbar gelagert ist, rlessen einer Arm auf einen mit der Verbrauchsm-elle verbundenen und daher umlaufenden "feil einwirkt, und dessen anderer Arm durch eine das Gleichgewicht herstellende Gegenkraft ausbalanciert wird, deren Größe durch beliebige Mittel bestimmbar ist.To solve the problem, according to the configuration, a device is proposed, rlie is peculiar in that one is firmly connected to the drive shaft Organ a double lever is swingably mounted, rlessen one arm on one with the Consumables connected and therefore circulating "acts, and its other Arm is balanced by an opposing force that establishes the equilibrium, whose Size can be determined by any means.

Der erwähnte Doppelliel,el stellt hierbei nichts anderes als einen 1Vaagehaiken dar, der die Gewähr für absolute Genauigkeit bietet. und da diese Vorrichtung _ jedetzei't ohne weiteres an Ort und Stelle eines Kraft-Verbrauchers, ohne diesen selbst abzuschalten, eingeschaltet werden kann. so paart sich finit der Genauigkeit auch die stete Verwendungshereitschaft und die \Virtschaftlichkeit, insofern über (las Hebelgetriebe des Waagebalkens nur ein Teil der Energie zu Meßzwecken abgeleitet wir('.The aforementioned double goal, el represents nothing other than one 1Vaagehaiken, which guarantees absolute accuracy. and there this device _ jedetzei't without further ado on the spot of a power consumer, without this can be switched off itself, switched on. so finitely paired the accuracy also the constant readiness for use and the economic efficiency, insofar as over (read the lever mechanism of the balance beam only diverted part of the energy for measuring purposes weather('.

Im Sinne der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, den zweiten Hehelarin mitnehmend auf eine lose drehbar gelagerte gleichachsige Welle einwirken zu lassen, die selbst an ihrer freien Drelitin- verhindert wird, und endlich gehört zur Erfindung der Vorschlag, gegebenenfalls den zweiarmigen Hebel durch zwei Zahnräder mit den entsprechenden Gegenzahnrädern zti ersetzen.In the context of the invention, it is also proposed to use the second helper to act on a loosely rotatably mounted coaxial shaft in a driving manner, which itself is prevented by its free drelitin, and finally belongs to the invention the suggestion, if necessary, the two-armed lever by two gears with the Replace corresponding counter gears zti.

Auf der Zeichnung ist ein Beispiel der zuletzt erwähnten Art in -1b. i dargestellt, während Abb. 2 ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes hei ßelltitztili- eines watIgebalkenartigen Doppelhebels zeigt, \\-(:zu _11y1).3 eine ",eitenanaicht darstellt.On the drawing is an example of the last mentioned type in -1b. i, while Fig. 2 shows an example of the subject of the invention hot ßelltitztili- of a watIgebalken-like double lever shows \\ - (: zu _11y1) .3 a ", eitenanaicht represents.

Da die Erfindung ain besten an FIand der Abb. 2 verstanden werden kann, so niag mit deren Erläuterung begonnen werden.As the invention can best be understood from FIG can, then begin with their explanation.

Bei dieseln Beispiel trägt die Antriebswelle (a fest ailfgekeilt eine Scheiben, in welcher ein Zapfen I eingelassen. ist. Auf der Welle b, die mit der Arbeitsmaschine verbunden zu (lenken ist, sitzt gleichfalls in fester Verbindung eine Scheibe (l, in der ein Zapfen ui drehbar gelagert ist, der an beide,' I:nrlen je einen Hebelarm trägt, von denen rler der Welle b abgewendete, nlit s bezeichnete, gegen den Zapfen l anliegt, während der .(er Welle b zugewen(lete Hebelarm k als Zrilin:eclcioi-' ausgebildet ist, welcher mit dem auf der \\ eile h lose drehbaren Stirnrad c lciinnnt. l..etzteres ist am freien Nahenende als Kegelrad ausgebildet und, steht über ein finit ihm ];ämmendes weiteres Kegelrad- mit drr llcl.i@@-elle in Verbindung.In this example, the drive shaft (a is firmly wedged a Discs, in which a pin I let into. is. On the wave b, the one with the Working machine connected to (steering is also firmly connected a disc (l, in which a pin is rotatably mounted, which is attached to both, 'I: nrlen each carries a lever arm, from which rler the shaft b averted, denoted nlit s, rests against the pin l, while the. (er turned towards shaft b (let lever arm k as Zrilin: eclcioi- ' is formed, which lciinnnt with the spur gear c loosely rotatable on the \\ eile h. l..the latter is designed as a bevel gear at the free near end and stands over a finit him]; damaging further bevel gear with drr llcl.i @@ - elle in connection.

Wenn die Welle (c angetrieben wird, so ninnnt der Zapfen 1 den Doppelhebel mit, so daß, wenn die \lei3welle unbelastet wäre, der Zahnsektor k außer Eingriff geraten würde. Die 11eßwelle wird nun in dem -Maße ah-"ebremst, rlaß der Hebel nach Art einer Waage in der gezeichneten Ruhelage einspielt, die Arbeitswelle b also mit einem bestimmten Drehmoment mitgenommen werden lnuß.When the shaft (c is driven, the pin 1 ninnnt the double lever with, so that, if the shaft were not loaded, the tooth sector k disengaged would be advised. The measuring shaft is now braked to the extent ah- ", releasing the lever Kind of a balance in the drawn rest position plays in, so the working shaft b must be taken along with a certain torque.

Es bezeichnet 11'a das Drehmornen-t an der Antriebswelle a, 311) das von der Arbeitswelle b auf die Arbeitsmaschine ausgeübte Drehmoment und 31c das am Stirnrad c wirksame Drehmoment. Ferner bezeichnet ra die Entfernung von der Achse der Welle a bis zur Achse des Zapfens ! Lind Pa die am Zapfen, l wirksame Umfangskraft. so daß z also 11a = Pa # ra. ist. Ebenso bezeichnet -.!b das Drehmoment der Welle b, Pb die am Zapfen in- wirksame Umfangs-. kraft und rb den Abstand der Zapfenmitte bis -litte der Weile b. Schließlich be-7eichnet _lfc das Drelnnoinent der Meßwelle c. rc den Radius des Stirnrades c und PC die an dem Teilkreis des Stirnrades c wirksame Umfangskraft. Die Länge des der Welle b abgewendeten Armes des Doppelhebels, also die Differenz ra-rb, sei mit _i- und der Radius des Zahnsektors mit i! bezeichnet.It denotes 11'a the torque torque t on the drive shaft a, 311) the torque exerted by the working shaft b on the working machine and 31c the torque effective on the spur gear c. Furthermore, ra denotes the distance from the axis of the shaft a to the axis of the pin! Lind Pa is the effective circumferential force on the journal, l. so that z is 11a = Pa # ra. Likewise -.! B denotes the torque of the shaft b, Pb the circumferential ineffective at the pin. kraft and rb is the distance from the center of the pin to the center of the while b. Finally, _lfc designates the drelnnoinent of the measuring shaft c. rc the radius of the spur gear c and PC the effective circumferential force on the pitch circle of the spur gear c. Let the length of the arm of the double lever facing away from shaft b, i.e. the difference ra-rb, be with _i- and the radius of the tooth sector with i! designated.

Ist Ruhezustand erreicht, d. h. spielt der Waagebalken genau ein, dann gelten die bei jedem Waagebalken üblichen Beziehungen, nämlich Pa # x - PC- also Pct : PC =-,v : _r (i). Ferner ist Pa # ra - 31(r. und PC # rc - 2[c, also llc : Hit - PC # 1-c : Pcr # rcr (2). Setzt man in Gleichung 2 das aus Gleichung i gefundene Verhältnis 1'a : Pc ein, so .ergibt .sich LlIc : ilIa - _r # rc : Y # ra, d. h. 1a recht.; fiel- Gleichung nur konstruktive Konstanten stehen, muß (las Verhältnis des \lel3(lrehnionicntes zum Arbeitsdrehmoment He : Na konstant sein.If the state of rest is reached, ie if the balance beam plays in exactly, then the usual relationships apply to every balance beam, namely Pa # x - PC- so Pct: PC = -, v : _r (i). Furthermore is Pa # ra - 31 (r. and PC # rc - 2 [c, so llc: Hit - PC # 1-c: Pcr # rcr (2). If the ratio 1'a: Pc found in equation i is used in equation 2, the result is LlIc : ilIa - _r # rc : Y # ra, ie 1a right. If the equation contains only constructive constants, the ratio of the \ lel3 (lrehnionicntes to the working torque He: Na must be constant.

Daraus ergibt sich, daß aus einem in irgen(l:welcher Art, durch Bremsen o. d-1., an der \leßi@#ellc gemessenen Drehmoment das Antrielisclreli-nionient bestimmt ist. so daß das gesuchte Arbeitsdrehmoment Illb an der Verbrauchswelle b der Differenz der beiden Drehmomente 111a-3'Ic sein muß, wenn die Drehzahlen der beidenZVellen a und b unrl des Stirnrades c gleich sind. Dieses muß aber der Fall sein. da der Hebel zum Einspielen gebracht ist. Die Meßwelle kann demnach auch zum Messen der Drehzahl benutzt wer-. den, da j-a auch das übersetzungsverhältnis der Kegelräder bekannt ist. Schließlich kann auch aus Drehzahl und Drehmoment die Leistung bestimmt «-erden.From this it follows that the drive torque is determined from a torque measured in some way, by braking or the like at the \ leßi @ # ellc the difference between the two torques must be 111a-3'Ic if the speeds of the two cells a and b and rl of the spur gear c are the same. But this must be the case because the lever is brought into play The speed can be used, since the transmission ratio of the bevel gears is also known. Ultimately, the power can also be determined from the speed and torque.

Die Abb. i unterscheidet sich nur dadurch, (1a13 -an Stelle der beiden Hebel k und s zwei Zahnräder k' und. s getreten sind, die mit entsprechenden Gegenrädern e und f käni-Inen. Die mathematischen Beziehungen sind die analogen.Fig. I differs only in that (1a13 - instead of the two levers k and s, two cogwheels k 'and .s have been used, which can be connected to corresponding mating gears e and f . The mathematical relationships are analogous.

Selbstverständlich können Arbeitswelle und Antriebswelle ihre Rollen vertauschen, wobei auch die Meßleistung ihr Vorzeichen ändert. Am Wesen der Erfindung wird dadurch nichts geändert.Of course, the output shaft and drive shaft can have their roles swap, whereby the measured power also changes its sign. The essence of the invention it does not change anything.

Claims

PATL \ T-ANS PRÜ CHG:

i. Device for the mechanical measurement of torques, powers, longitudinal forces, characterized in that a double lever (s, k) is supported on an element (q) which is firmly connected to one shaft end (b) one arm (s) acts on a part connected to your other shaft end (a) and therefore revolving, and the other arm (k) is balanced by a counterforce that creates equilibrium, the size of which can be determined by any means.

2. Device according to claim t. characterized in that the second lever arm (k) has a driving effect on a loosely rotatably mounted, equiaxed \ cell (c), which itself is prevented from rotating freely.

3. Device according to claim i, characterized in thatc the two-armed lever by two gear wheels (s ', k') is replaced.