DE3937935C2 - Vorrichtung zum Messen des Widerstanddrehmoments - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Widerstanddrehmoments (Drehwiderstandes) an zylindrischen Bauteilen.

Derartige Meßvorrichtungen werden beispielsweise zum Messen des Drehwiderstandes an Sehrohren bei Unterseebooten eingesetzt. Der Drehwiderstand bei Sehrohren an Unterseebooten wird vor allen Dingen bestimmt durch den Reibungsdruck der Dichtungen, der sich je nach Tauchtiefe unterschiedlich einstellt und muß bereits während der Montage des Sehrohres mehrfach gemessen werden. Bekannte Vorrichtungen haben den Nachteil, ein falsches Meßergebnis anzuzeigen, da sie z. B. Zusatzkräfte auf das Sehrohr aufbringen. Darüber hinaus haben sie ein hohes Gewicht.

Nach den US Patenten 2,550,693 und 4,542,658 sind darüber hinaus Meßeinrichtungen zum Messen des Drehwiderstandes bzw. der übertragenen Antriebsleistung von motorisch angetriebenen Geräten oder Bauteilen bekannt, bei denen eine Meßeinrichtung die Verdrehkraft eines Gehäuses mißt. Diese können nachteilig jedoch nur an eine zentrale Achse angeschlossen werden und ihre inneren Reibungskräfte sind so groß, daß die Messung an Bauteilen mit geringen Drehwiderstandsmomenten überhaupt nicht durchgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorbeschriebenen Art derart auszubilden, daß das Drehwiderstandsmoment möglichst genau gemessen werden kann. Darüber hinaus soll die Vorrichtung leicht und am fertigen Gerät ohne besondere Schwierigkeit an- und abmontierbar sein.

Die Lösung der Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1. Besondere Ausbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß nur geringste und gleichbleibende zusätzli­ chen Radiallasten auf das zylindrische Bauteil aufgebracht werden müssen, wodurch die Meßgenauigkeit erhöht wird. Durchmessertoleranzen des zylindrischen Bauteils wirken sich nicht auf das Meßergebnis aus.

Bei Einsatz einer Druckmeßdose als Meßeinrichtung ist die Vorrichtung wesentlich preiswerter als herkömmliche Meßvor­ richtungen, die eine Drehmomentenmeßwelle benötigen. Darüber hinaus ist die beschriebene Vorrichtung kleiner, leichter anzubauen und zu transportieren.

Die Meßvorrichtung ist nicht nur für das Messen von Drehwi­ derständen an Sehrohren für Unterseeboote einsetzbar. Sie ist in gleicher Weise zum Messen von Drehwiderständen belie­ biger zylindrischer Gegenstände oder Rohre zu verwenden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Das geschnitten dargestellte rohrförmige, zylindrische Bau­ teil 1 ist von der Vorrichtung 2 zum Messen des Drehwider­ standes umschlossen. Die Vorrichtung 2 besitzt einen Rahmen 3, der einen Mantel 4 und zwei scheibenförmige Seitenteile 5 aufweist (in der Abbildung geschnitten dargestellt) und das zylindrische Bauteil 1 umschließt. Der Rahmen 3 ist zweitei­ lig ausgebildet, wobei ein Teil 6 gegenüber dem anderen Teil 7 über ein Gelenk 8 verschwenkbar ist. Dadurch ist es mög­ lich, die Vorrichtung 2 einfach um das zylindrische Bauteil 1 zu montieren. Der Mantel 4 nimmt alle Elemente der Vor­ richtung 2 auf. Über einen Motor als Antrieb 9 wird eine Rolle 10 angetrieben. Gegenrollen 11, 12 liegen bei Betrieb wie die angetriebene Rolle 10 an der Außenwand 13 des zylin­ drischen Bauteils 1 an. Durch eine mit einer Feder vorge­ spannten Schraube 14, die die Teile 6, 7 des Rahmens 3 ver­ bindet, werden die Rollen 10, 11, 12 gegen die Außenwand 13 des zylindrischen Bauteils 1 gedrückt. Die Ausbildung der Rollen 10, 11, 12 mit einem gummielastischen Umfangsring er­ leichtert diese Funktion.

Am Ausführungsbeispiel ist dargestellt, wie die Drehbewegung der mit dem Antrieb 9 versehenen Rolle 10 auf die Gegenrol­ len 11, 12 übertragen wird. Als Treibeinrichtung ist ein Zahnriemen 15 vorgesehen, der durch ein Zahnrad 16 an der angetriebenen Rolle getrieben wird und die Drehbewegung auf Zahnräder 17, 18 an den Gegenrollen 11, 12 überträgt. Innere Umlenkrollen 19 und äußere Umlenkrollen 20 führen den Zahn­ riemen in der Art, daß die gegeneinander verschwenkbaren Teile 6, 7 des Rahmens 3 geöffnet werden können und ein freier Durchgang für das zu messende zylindrische Bauteil 1 in geöffnetem Zustand entsteht. Die Vorrichtung 2 ist frei drehbar an der Außenwand 13 des zylindrischen Bauteils 1 an­ geordnet. Zur Messung des Drehwiderstands wird die Vorrich­ tung 2 an einem als Teil des Rahmens 3 ausgebildeten Hebel 21 festgehalten. Zwischen dem Hebel 21 und einem Fixpunkt 22 ist tangential zum Umfang des zylindrischen Bauteils 1 als Meßeinrichtung 23 eine Druckmeßdose vorgesehen. Die mit die­ ser Druckmeßdose gemessene Kraft multipliziert mit dem Ab­ stand zum Drehmittelpunkt 24 ergibt sehr genau das Drehwi­ derstandsmoment am zu messenden zylindrischen Bauteil 1. Dieses Meßergebnis wird nicht durch weitere äußere Kräfte beeinflußt. Durch eine Drehzahländerung der angetriebenen Rolle 10 kann der Drehwiderstand bei unterschiedlicher Dreh­ zahl und Drehrichtung gemessen werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann in entsprechender Weise auf die Innenwand 25 des zylindrischen Bauteils 1 wirken. Die Vorrichtung 2 wird in dem Fall derartig ausgebildet, daß Rolle 10 und Gegenrollen 11, 12 diese am Außenumfang überra­ gen und gegen die Innenwand 25 des zylindrischen Bauteils 1 drücken. Bei dieser Ausbildung muß der Hebel 21 mit der Meß­ einrichtung 23 ebenso wie der Antrieb 9 innerhalb des Umfan­ ges der Vorrichtung 2 angeordnet sein. Zum Einbringen der Vorrichtung 2 in das zylindrische Bauteil 1 wird der gesamte Rahmen 3 über ein Gelenk 8 zusammengeklappt und zum Messen über eine Feder auseinandergedrückt. In einer alternativen Ausbildung ist es auch möglich die Rolle 10 und/oder die Ge­ genrollen 11, 12 radial verschieblich auszubilden, wobei sie beim Einführen der Vorrichtung 2 nach innen verschoben und beim Messen über eine Feder oder durch sonstige technische Maßnahmen radial nach außen gegen die Innenwand 25 des zy­ lindrischen Bauteils 1 angedrückt werden.

Bezugszeichenliste

1 Zylindrisches Bauteil
2 Vorrichtung
3 Rahmen
4 Mantel
5 Seitenteile
6 Teil
7 Teil
8 Gelenk
9 Antrieb
10 Rolle
11 Gegenrolle
12 Gegenrolle
13 Außenwand
14 Schraube
15 Zahnriemen
16 Zahnrad
17 Zahnrad
18 Zahnrad
19 Umlenkrolle
20 Umlenkrolle
21 Hebel
22 Fixpunkt
23 Meßeinrichtung
24 Drehmittelpunkt
25 Innenwand

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Messen des Widerstanddrehmoments an zylindrischen Bauteilen mit einer oder mehreren mit einem Antrieb (9) versehenen Rollen (10), die über einen Rahmen (3) mit Gegenrollen (11, 12) verbunden sind, wobei der Antrieb (9) für eine Drehbewegung der Rolle (10) vorgesehen ist und die Rolle (10) und die Gegenrollen (11, 12) achsnormal gegen die Außenwand (13) oder Innenwand (25) des zylindrischen Bauteils (1) andrückbar sind und mit einer, den Rahmen (3) haltenden, mit einem Fixpunkt (22) in einem Abstand zur Achse des Zylindrischen Bauteils (1) verbundenen Kraftmeßeinrichtung (23).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (23) tangential mit einem Abstand zum Umfang des zylindrischen Bauteils (1) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) mehrteilig ausge­ bildet ist und die Teile (6, 7) gegeneinander ver­ schwenkbar sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der mit dem Antrieb (9) versehenen Rolle (10) über ei­ ne Treibeinrichtung auf die Gegenrollen (11, 12) über­ tragbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeinrichtung ein Zahnriemen (15) mit Um­ lenkrollen (19, 20) ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (10) und/oder die Gegenrollen (11, 12) federnd nachgiebig an der Außenwand (13) oder der Innenwand (25) des zylin­ drischen Bauteils (1) anliegen.