DE4216234A1

DE4216234A1 - Meßmaschine

Info

Publication number: DE4216234A1
Application number: DE19924216234
Authority: DE
Inventors: Karl Kessler
Original assignee: Individual
Current assignee: KESSLER, KARL H., 73669 LICHTENWALD, DE
Priority date: 1992-05-16
Filing date: 1992-05-16
Publication date: 1993-11-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine entsprechend dem Oberbe griff von Anspruch 1.

Bei der Entwicklung und Prüfung von Maschinen ist es von besonde rer Wichtigkeit, den Zusammenhang von Drehmoment und Drehzahl im Arbeitsbereich zu kennen.

Zweck der Erfindung ist es, zu prüfende passive und aktive mechanische Rotationsaggregate sowohl anzutreiben als auch zu be lasten (bremsen) und gleichzeitig die meßtechnische Größen, Dreh moment und Drehzahl, mit hoher Genauigkeit und doch wirtschaft lich zu ermitteln. Die daraus abgeleiteten Größen Leistung und Wirkungsgrad sind für die Beurteilung der Prüfobjekte ent scheidend.

Es ist bekannt, diese Arbeiten auf Leistungsprüfständen durchzu führen. Die bei solchen Prüfständen oft verwendeten Wirbelstrom bremsen (Wasserbremsen) haben den gravierenden Nachteil, daß sie im Drehzahlbereich gegen Null nicht arbeiten und nur bremsen kön nen. Will man bei einem Motor z. B. das Reibungsmoment ermitteln, so ist dies mit der Wirbelstrombremse nicht möglich.

Es ist auch bekannt, anstelle einer Wirbelstrombremse, eine in al len 4 Quadranten arbeitende elektrische Maschine, mit einem zwi schen den beiden Aggregaten angeordneten Drehmomentsensor, zu verwenden. Dieser Aufbau ist zeitaufwendig, benötigt zusätzliche Kupplungen und kann zu erheblichen Drehschwingungsproblemen füh ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in allen vier Qu adranten regelbares Aggregat zu schaffen, welches in der Lage ist, die zu prüfende Rotationsmaschine in beiden Drehrichtungen anzutreiben und zu belasten und gleichzeitig die physikalische Größen Drehmoment und Drehzahl ohne Zusatzeirichtungen meßtech nisch zu erfassen und der Auswertung zuzuführen.

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Senso ren für Drehmoment und Drehzahl in einem regelbaren Elektromotor so integriert werden, daß dieser zur Meßmaschine wird. Anstelle eines Elektromotores kann auch eine hydraulische oder pneuma tisch arbeitende Maschine oder ein Getriebe Verwendung finden.

Durch die erreichbare kompakte Bauweise ergeben sich erhebliche Vorteile. Zusätzliche Kupplungen und Montagezeiten für den Sen sor entfallen, Antreiben und Bremsen kann man in einer Aufspan nung durchführen und die Schwingungsprobleme werden minimiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 1 beschrieben werden:

Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen entsprechend der Erfindung veränderten Elektromotor.

Der Läufer (13) wird über die Hülsen (20), (21) und dem Kugella ger (15) im Lagererschild (14) einerseits und über die Hohlwelle (9), das Kugellager (8) im Lagerschild (11) andererseits gela gert. Der Stator (19) und die Wicklungen (10) bleiben unverän dert. Der mit der Hohlwelle (9) verbundene Wellenteil (17) ist über das Lager (18) in der rotierenden Hülse (16) abgestützt. Das zu prüfende Objekt wird an die Welle (17) angekuppelt. Die Welle (17,9) ist bei (1) als Meßglied für das Drehmoment gestaltet. Die mechanische, drehmomentabhängige Verformung des ro tierenden Meßgliedes wird mit Dehnungsmeßstreifen (2) erfaßt, und über die Schleifringe (6) und die Kontaktbürsten (4) an ei nen Anschlußkasten am Gehäuse abgegeben um von dort in bekannter Weise in einem elektronischen Gerät weiterverarbeitet zu werden. Die Drehzahl wird über das Impulsrad (5) und die Reflexsonde (3) entsprechend dem Stand der Technik erfaßt.

Die Welle (7) wird durch die Reibung des Lagers (15) nicht beein flußt, Außen- und Innenring des Lagers (18) haben die gleiche Winkelgeschwindigkeit, eine Verfälschung des Meßergebnisses durch die Rotationsreibung der Meßmaschine tritt dementsprechend nicht ein.

Die Statorwicklung des Motors kann in bekannter Weise von einem elektronische Vierquadrantenregler versorgt und die relevanten Drehzahlwerte (unabhängig von der Belastung) problemlos einge stellt werden.

Anstelle der Schleifringübertragung kann in bekannter Weise auch ein berührungslos arbeitendes induktives, kapazitives oder optoelektronisches System gewählt werden, dies insb. bei Dauerbe trieb oder ungünstigen Umweltbedingungen.

Je nach räumlichen Verhältnissen, kann die Meßwerterfassung und Meßwertübertragung auch außerhalb des Motorgehäuses (bei Verlän gerung der Hohlwelle (9, 17) untergebracht werden, der Zweck der Erfindung bleibt bei einer derartigen Konstruktionsvariante voll erhalten.

Die Meßwelle (1) kann vor Überlastungen geschützt werden, indem man zwischen der Hülse (16 oder 21) und der Welle (17) einen Überlastungsschutz einplant.

Claims

1. Meßmaschine, zum Prüfen von aktiven und passiven Rota tionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der, der Meßwer terfassung dienende Drehmomentsensor, so mit dem Rotor der Meßmaschine verbunden wird, daß die an den Prüfling anzu kuppelnde Welle der Meßmaschine, frei von der Rotationsrei bung der Lagerung bleibt.

2. Wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment sensor in der Mittelachse des Systems angeordnet wird.

3. Wie Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Meßwerterfassung in die Meßmaschine integriert wird.

4. Wie Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmo mentsensor mit seinem Wellenteil auswechselbar gestaltet wird.

5. Wie Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßwerter fassung Dehnungsmeßstreifen Verwendung finden.

6. Wie Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in den rotie renden Teil des Systems, ein elektronischer Verstärker für das Meßsignal eingebaut wird.

7. Wie Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwert übertragung vom rotierendem Körper, auf das feststehende Teil des Systems, über Schleifringe erfolgt.

8. Wie Anspruch 1, 3, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß werterfassung und Übertragung mittels optischem oder indukti vem System, schleifringlos erfolgt.