DE667164C

DE667164C - Pendulum machine arrangement

Info

Publication number: DE667164C
Application number: DE1930667164D
Authority: DE
Original assignee: Dipl-Ing Karl Obermoser
Current assignee: Dipl-Ing Karl Obermoser
Priority date: 1930-03-11
Filing date: 1930-03-11
Publication date: 1938-11-05

Description

Die einfache und exakte Methode der bekannten Messung der Drehmomentabgabe oder -aufnahme einer Maschine dadurch, daß die Maschine in Pendelaufhängung gebracht und das Drehmoment rein statisch als ReaTctionsmoment erfaßt wird, ermöglicht es, in der Technik eine Reihe von Aufgaben zu lösen, bei denen die Kenntnis der Größe des jeweils vorliegenden Drehmoments von Bedeutung ist. So lassen sich bekanntlich für Meßzwecke ζ. Β. sehr genaue Wirkungsgradermittlungen anstellen. An Arbeitsmaschinen, deren Drehmomentbedarf aus der Formveränderung gewisser Materialien entsteht, lassen sich Rückschlüsse auf die betreffenden Materialeigenschaften ziehen, und für Regelzwecke kann man bekanntlich dazu übergehen, mit dem Reaktionsmoment Eingriffe sowohl in die Kraftüberleitung als auch in den Lauf der Maschine selbst vorzunehmen u. dgl. mehr.The simple and exact method of the well-known measurement of the torque output or -absorption of a machine in that the machine is brought into pendulum suspension and the torque purely statically as a reaction torque is detected makes it possible to solve a number of tasks in the art where knowing the size of the the torque present in each case is of importance. As is well known, for Measurement purposes ζ. Β. make very precise efficiency determinations. On working machines, whose torque requirement arises from the change in shape of certain materials draw conclusions about the material properties in question, and for control purposes As is well known, one can go over to interventions in the force transfer as well as in the reaction torque to run the machine yourself and the like.

Trotz der vielseitigen Vorteile, die die Pendelanordnung bietet, haftet ihr aber bisher der ihrem allgemeinen Eingang hinderliche Nachteil einer stark Raum beanspruchenden und mehr oder minder umständlichen Aufbauweise an. Wenn man bisher die Vorteile der Pendelaufhängung nutzen wollte, so ging man so vor, daß man die Pendelaufhängung als für sich bestehendes Ganzes aufbaute und dann mittels geeigneter Kupplungselemente mit dem Drehmomentverbraucher oder Drehmomenterzeuger in kräftübertragenden Zusammenhang brachte.Despite the many advantages that the pendulum arrangement offers, it has so far stuck the disadvantage of a very space-consuming one, which hinders their general entrance and more or less cumbersome construction. If you have so far taken advantage of the Wanted to use pendulum suspension, the procedure was to use the pendulum suspension built up as a stand-alone whole and then by means of suitable coupling elements with the torque consumer or torque generator in a force-transmitting context brought.

Es ist· zwar bekannt, normale Maschinen dadurch zu Pendelmaschinen zu machen, daß man sie in einem Pendelrahmen aufhängt oder ihre gegebenenfalls_ unter Vermittlung einer zentrierenden und mitnehmenden Einrichtung verlängerten Wellenenden in besonderen Lagern abstützt, so daß das Gehäuse der Maschine um die eigenen Lager pendeln kann. Hierdurch allein wird aber eine raumsparende organische Vereinigung mit der zu kuppelnden Maschine noch nicht erzielt.It is known that normal machines can be turned into pendulum machines in that one hangs them in a pendulum frame or yours if necessary_ with the mediation of one centering and driving device extended shaft ends in special bearings supported so that the housing of the machine can swing around its own bearings. But this alone is a space-saving organic union with the machine to be coupled has not yet been achieved.

Die Erfindung besteht darin, einen betriebsmäßig verwendeten Maschinensatz zur Drehmomentmessung, -steuerung oder -regelung so auszubilden, daß das gegebenenfalls arretierbare Gehäuse der einen der beiden Maschinen dadurch um die Achse dieser Maschine pendelnd gemacht ist, daß die Welle, die Lager oder Gehäuseteile der fest angeordneten Maschine zur Pendelaufhängung des Gehäuses der zweiten Maschine nutzbar gemacht sind.The invention consists in providing an operationally used machine set To train torque measurement, control or regulation so that the possibly lockable housing of one of the two machines thereby around the axis of this machine is made oscillating that the shaft, the bearings or housing parts of the fixed Machine for pendulum suspension of the housing of the second machine are made usable.

Das zur Erläuterung der Erfindung aus zahlreichen Verwirklichungsmöglichkeitenherausgegriffene Beispiel der Abb. 1 zeigt schematisch eine z. B. als Motor wirkende elektrische Maschine 1, die eine Arbeitsmaschine 2 an der Welle 3 in Pendelanordnung anzutreiben hat. Zum Zwecke der erfindungsgemäßen Verknüpfung ist die ohnehin in der Maschine 2 vorhandene Lagerung der Welle 3 für die Pendelaufhängung beispielsweise dadurch herangezogen, daß das Wellenende 4 des Antriebsmotors 1 sich in einer zentrieren-That which has been selected from numerous possible realizations to explain the invention Example of Fig. 1 shows schematically a z. B. acting as a motor electrical Machine 1, which drives a working machine 2 on the shaft 3 in a pendulum arrangement Has. For the purpose of the link according to the invention, it is in the machine anyway 2 existing storage of the shaft 3 for the pendulum suspension, for example, thereby used that the shaft end 4 of the drive motor 1 is in a centering

den Reibungskupplung 7, 8 abstützt, während das andere aus dem Lagerschild des Motors herausragende Wellenende 5 oder in dessen Ermangelung der Lagerschild selbst an einer S mit der Maschine 2 festen Lagerstelle 6 aufruht. Die zentrierende Reibungskupplung zwischen den Wellenenden 3 und 4 ist im Beispiel mittels einer Kegelreibungskupplung/, 8 getroffen, wobei es freisteht, elastische bzw. gewisse Verschiebebewegungen gestattende Übertragungselemente im Zusammenhang mit einer solchen Kupplung oder mit anderen Zentrier- und Mitnahmeeinrichtungen anzuwenden. Im Beispiel ist das andere Motorwellenende 5 mit einem gleichzeitig zur Aufnahme von Axialschüben ge-■ eigneten Wälzlager 9 versehen, das in die Lagerstütze 6 z. B. von oben her in einen Schlitz 10 eingeschoben werden kann und sich dort unter dem Gewicht der Maschine festlegt, ohne daß eine solche Anordnung für die Verwirklichung des Erfindungsgegenstandes zwingend wäre. Der Kraftschluß der Kupplung 7, 8 läßt sich dabei durch axiale Verschiebung z. B. des Kupplungsflansches 7 durch eine Stellmuffe 11 regeln.the friction clutch 7, 8 is supported, while the other from the end shield of the engine protruding shaft end 5 or, in the absence of this, the end shield itself on one S rests with the machine 2 fixed bearing point 6. The centering friction clutch between the shaft ends 3 and 4 is in Example taken by means of a conical friction clutch /, 8, whereby it is free, elastic or certain shifting movements permitting transmission elements in context to be used with such a coupling or with other centering and driving devices. In the example this is other motor shaft end 5 with a simultaneous for receiving axial thrusts suitable roller bearing 9 provided, which is in the bearing support 6 z. B. from above into one Slot 10 can be inserted and is there under the weight of the machine specifies without such an arrangement for the realization of the subject matter of the invention would be imperative. The frictional connection of the clutch 7, 8 can be achieved by axial Shift z. B. regulate the coupling flange 7 by an adjusting sleeve 11.

Das Motorgehäuse pendelt so um die an ihren Enden 4 und 5. fremd abgestützte Welle in seinen eigenen, in den Lagerschildern befindlichen Lagern, womit bekanntlich auch gewisse meßtechnisdhie Vorteile verknüpft sind. Für Drehmomentablesezwecke kann z. B. ein am Motor befestigtes Dynamometer 12 dienen, dessen Ruhelage gegenüber der des Motors mit einem Handrad 13 eingestellt werden mag, das gleichzeitig die Befestigung gegenüber der feststehenden Maschine 2 herstellt. Für den Fall, daß eine dauernde Pendelwirkung des Motors ι während des Betriebes nicht erwünscht ist, ist mit dem Beispiel des Hebels 14, der in der dargestellten Lage das Gehäuse des Motors 1 gegenüber der festen Maschine 2 zu arretieren gestattet, veranschaulicht, wie wahlweise mit festem oder pendelndem Motor 1 gearbeitet werden kann. Dabei läßt sich durch Einschaltung elastischer Zwischenglieder an den Festlegestellen des arretierten Hebels 14, erforderlichenfalls auch im Betriebszustande, während nicht gemessen wird, also der Hebel 14 eingelegt ist, die Pendelbeweglichkeit dazu ausnützen, noch gewisse Federwege zur bekannten Herauspufferung von Stoßen zurückzulegen. Puffer zwischen festem und pendelndem Teil zur Dämpfung von Stoßen sind an sich bekannt. Mit dem auch fernsteuerbaren Hebel 14 ließe sich auch die Meßeinrichtung 12, 13 zwangsläufig in oder außer Wirksamkeit setzen.The motor housing swings around the shaft, which is externally supported at its ends 4 and 5 in his own camps located in the end shields, with which, as is well known, certain ones measuring technology that benefits are linked. For torque reading purposes e.g. B. a The dynamometer 12 attached to the engine is used, its rest position relative to that of the engine May be set with a handwheel 13, which at the same time the attachment opposite the stationary machine 2 produces. In the event that a permanent pendulum effect of the motor ι is not desired during operation, is with the example of the Lever 14, which in the position shown Allowing the housing of the motor 1 to be locked in relation to the fixed machine 2, illustrates how to work with either a fixed or oscillating motor 1. It can be made by inserting elastic links at the anchorage points of the locked lever 14, if necessary also in the operating state, while not measured is, so the lever 14 is inserted, use the pendulum mobility to still certain Spring travel for the known buffering to cover from bumping. Buffer between the fixed and oscillating part for cushioning of pushing are known per se. With the remote controllable lever 14 could also set the measuring device 12, 13 inevitably in or out of action.

Die Anordnung der Abb. 1 liefert zugleich ein Beispiel, wie es möglich wird, trotz weitgehenden Zusammenlegens der für die Pendellagerung erforderlichen Einrichtung mit jener der Maschine, den Motor 1 jederzeit leicht auswechselbar anzuordnen. Es bleibt natürlich unbenommen, auf eine solche Auswechselbarkeit mehr oder weniger weitgehend . zÄ verzichten. So könnte die Lagerung an der •■!Lagerstelle 6 gegenüber dem Wellenende 5 (oder erforderlichenfalls gegenüber dem angrenzenden Lagerschild) des Motors 1 weniger leicht lösbar und auch die Kupplung 7,8 mittels verschraubbarer Kupplungsflanschen ausgeführt werden. Endlich könnte die Welle des Motors 1 mit der Welle 3 der Arbeitsmaschine 2 aus einem Stück hergestellt werden, wobei dann die Lagerstelle 6 in der Hauptsache nur noch als Beruhigungslager zu dienen hätte. In geeigneten Fällen, namentlich bei kleinem Gewicht des Motors 1, kann dabei auch auf eine besondere Lagerstelle bei 6 überhaupt verzichtet werden, so daß der Motor ι fliegend gelagert auf der verlängerten Welle 3, lediglich um seine eigenen Lager pendelnd, seine Funktion als Pendelmaschine ausübt. Die Meßeinrichtung für das Dynamometer 12 oder eine sonstige Kraftmeßeinrichtung könnte anstatt wie in der Abb. 1 von unten her auf der anderen Seite auch von oben her angreifen und so in bekannter Weise gleichzeitig dem auf der Welle 3 lastenden Gewicht des Motors entgegenwirken. Je nach Wahl des Hebelarmes ließe sich damit das Motorgewicht für ein bestimmtes Drehmoment sogar vollkommen aufheben. Eine volle Entlastung der Welle 3 vom Biegungsmoment aus dem Gewicht des Pendelmotors 1 für alle Drehmomente läßt sich auch durch lotrechte Anordnung der Welle 3 bewirken, die sich vor allem bei zum Antriebe der Maschine 2 zur Anwendung kommenden Übersetzungsgetrieben auch dann stets schaffen läßt, wenn das Arbeitsmoment bei gewissen Maschinen unter allen Umständen um eine horizontale Achse wirken muß.The arrangement of Fig. 1 also provides an example of how it is possible, despite extensive Merging the device required for the pendulum bearing with that of the machine, the motor 1 at any time to be arranged easily interchangeably. It remains of course at liberty to such an interchangeability more or less largely. waive zÄ. So the storage at the • ■! Bearing 6 opposite the shaft end 5 (or if necessary with respect to the adjacent end shield) of the motor 1 less Easily detachable and also the coupling 7,8 by means of screwable coupling flanges are executed. Finally, the shaft of the motor 1 with the shaft 3 of the work machine 2 are made in one piece, with the bearing 6 then mainly only as a calming bearing would have served. In suitable cases, especially when the weight of the motor 1 is low, can a special bearing point at 6 can be dispensed with at all, so that the motor ι cantilevered on the extended shaft 3, only oscillating around its own bearings, performs its function as a pendulum machine. The measuring device for the dynamometer 12 or some other force measuring device could instead of as in Fig. 1 of attack from below on the other side also from above and so in a known manner at the same time counteract the weight of the motor on the shaft 3. Depending on Choosing the lever arm could be used to determine the engine weight for a specific torque even cancel it completely. A full relief of the shaft 3 from the bending moment from the weight of the pendulum motor 1 for all torques can also be through cause the shaft 3 to be arranged vertically, which is particularly important when it comes to driving the machine 2 used transmission gears also always create leaves, if the working moment in certain machines under all circumstances around a horizontal axis must act.

Wie die erfindungsgemäße Vereinigung des '°5 Pendelmotors 1 und der Arbeitsmaschine 2 des gewählten Beispiels auch so durchgeführt werden kann, daß auch noch die Lagerstellen an den Lagerschildern des Motors 1 fortfallen und das Gehäuse des Motors 1 durch nur eine n° Pendellagerstelie gegenüber der Arbeitsmaschinen schwenkbeweglich gestaltet wird, ist mit der Abb. 2 am Beispiel einer lotrechten Welle 3 dargetan. Dort ist der Rotor 15 des als Elektromotor gedachten Pendelmotors 1 fliegend auf die lotrechte Welle 3 der Arbeitsmaschine 2 aufgesetzt, und das Gehäuse des Motors 1 wird an der Lagerstelle 16 z. B. durch eine Kugellageranordnung unter seinem Gewicht um die Rotationsachse der Welle 3 pendelbar zentriert. Selbstverständlich läßt sich eine solche das Gehäuse zentrierendeLike the association according to the invention of the '° 5 Pendulum motor 1 and the work machine 2 of the selected example also carried out in this way it can be that the bearing points on the end shields of the motor 1 are also omitted and the housing of the motor 1 by only one n ° Pendellagerstelie is designed to be pivotable relative to the working machines shown in Fig. 2 using the example of a vertical shaft 3. There is the rotor 15 of the pendulum motor 1, imagined as an electric motor, overhung on the vertical shaft 3 of the working machine 2 placed, and the housing of the motor 1 is at the bearing 16 z. B. by a ball bearing arrangement under its weight around the axis of rotation of the shaft 3 pivotable centered. Of course, such a centering the housing can be used

Schwenkbeweglichkeit auch für jede andere Lage der Welle 3 durchführen, wobei erleichternd wirkt, daß das Gehäuse nicht für einen vollen Umlauf, sondern nur für einen gewissen Winkel schwenkbeweglich zu lagern ist. Wie auch noch auf das verbleibende eine Lager 16 verzichtet werden kann, .wird mit dem Beispiel der Abb. 3 erläutert. Bei einer Anordnung nach Art der Abb. 2 ist das Gehäuse des Motors 1 z. B. von einer Anzahl am Umfange verteilter Arme 17 gefaßt, die in radialer Richtung zur Rotationsachse der Welle 3 ein erhebliches Widerstandsmoment gegen Biegungsbeanspruchung besitzen, in der hierzu senkrechten Richtung aber, d. h. in Richtung der Umfangskraft, sich schon bei kleinen Kräften elastisch deformieren. Auf diese Weise äußert sich die Größe des Reaktionsmoments im Grade der elastischen Verdrehung, die das Gehäuse des Motors 1 infolge der Torsionsbeanspruchung gegenüber der Arbeitsmaschine 2 aus dem Reaktionsmoment erfährt. Erforderlichenfalls kann das Maß der elastischen Deformation mit beliebigen Mitteln der Meßtechnik vergrößert werden (z. B. durch Meßhebel, Lichtzeiger, optische Vergrößerungseinrichtungen, Überführung der Deformationsstrecken in elektrische Größen, elektrische Verstärkungseinrichtungen u. dgl. mehr). Auch infolge der elastischen Deformation gegebene Schwingungen lassen sich hierbei je nach dem besonderen Verwendungszwecke der Gesamtanordnung nutzbar verwerten. Für die nutzbare Verwertung käme u. a. in Frage, das Gehäuse auf bestimmte Frequenzen elastischer Schwingungen abzustimmen und so bei Drehmomentpendelungen bestimmter Frequenz selbsttätige Eingriffe in den Lauf des Motors 1 oder der Maschine 2 vorzunehmen oder vorher bestandene Eingriffe in Fortfall zu bringen. Das gemessene Drehmoment zur selbsttätigen Steuerung oder Regelung zu verwenden, ist an sich' bekannt.Swivel mobility also perform for every other position of the shaft 3, making it easier acts that the housing is not for a full circulation, but only for a certain amount Angle is pivotable to store. Just as the remaining one bearing 16 can also be dispensed with, will be included the example of Fig. 3 explained. In an arrangement according to the type of Fig. 2, the housing of the engine 1 z. B. taken by a number of arms 17 distributed on the circumference, the a considerable moment of resistance in the radial direction to the axis of rotation of the shaft 3 against bending stress, but in the direction perpendicular thereto, d. H. in Direction of the circumferential force, deform elastically even with small forces. on In this way, the magnitude of the reaction moment is expressed in the degree of elastic torsion, which oppose the housing of the motor 1 due to the torsional stress the working machine 2 learns from the reaction torque. If necessary, this can The degree of elastic deformation can be increased by any means of measurement technology (e.g. by measuring levers, light pointers, optical magnification devices, transfer the deformation paths in electrical quantities, electrical amplification devices and the like more). Vibrations given as a result of the elastic deformation can also be reduced here depending on the particular Utilize the entire arrangement in a usable manner. For usable recovery would come, among other things. in question, the housing to certain frequencies of elastic vibrations to be coordinated and so automatic intervention in the running of the engine 1 or the at torque fluctuations of a certain frequency Machine 2 or cancel previous interventions. That measured torque to be used for automatic control or regulation known per se '.

Claims

Patent claims:

i. Formation of a machine set used in operation for torque measurement, control or regulation, which is characterized in that the (optionally lockable) housing one of the two machines is made to oscillate about the axis of this machine in that the shaft, the bearings or housing parts of the fixed machine, for pendulum suspension of the second Machine are made usable.

2. pendulum machine arrangement according to claim i, wherein the pendulum machine itself with one end of the shaft is supported on the force-transmitting shaft connected to it with a centering coupling and rests with its other end of the shaft in a fixed bearing and around the shaft so supported in its own Bearings are able to oscillate, characterized in that one shaft end (4) with a friction clutch (7, 8) the shaft (3) of the fixed machine (2) itself and that the fixed bearing point (6) is on the machine (2) is located.

3. pendulum machine arrangement according to claim ι and 2, characterized in that that only the rotating part (15) of the pendulum machine (1) on the shaft (3) the fixed machine (2) is placed and the pendulum housing under the whole or in part Elimination of a storage opposite the shaft (3) on the machine (2) is rotatably mounted.

4. pendulum machine arrangement according to claim 3, characterized in that the Housing of the pendulum machine (1) by elastically deformable intermediate links (17) is connected to the working machine (2).

5. pendulum machine arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized through vertical shaft arrangement.

6. pendulum machine arrangement according to claim I, characterized in that the Locking device (14) has a limited margin for the pendulum mobility has for the per se known buffering of power transmission surges.

7. pendulum machine arrangement according to claim i, wherein by the measured Torque an automatic control or regulation is effected, characterized in that in resonance with Torque pendulums at the natural frequency of the pendulum housing are used for control.

1 sheet of drawings