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Einrichtung zum Messen von Drehmomenten umlaufender Teile Es sind
Einrichtungen - zum Messen von Drehmomenten umlaufen der Teile bekannt, biei denen
weder die zu messende Leistung vernichtet (wie beispielsweise bei den bekanten Brems-en)
noch irgendwie vermindert wird. Die bekannten Einrichtungen dieser Art beruhen auf
der Grundlage, daß das Dreh-~moment in eine tangentiale und iii eine eine axiale
Kraft zerlegt wird. Die tangentiale Kraft blewirkt die Weiterleitung des Drelunomentes,
die axiale-Kraft wird auf ein beliebiges Anzeigeinstrument, beispielsweise eine
Waage, geleitet, die die dem Drehmonient proportionale axiale Kraft und damit das
Drehmoment selbst anzeigt. Dies erfolgt biei bekannen Einrichtungen durch Wznkelhebel
oder eine ähnliche, verhältnismäßig komplizierte Hebelanordnung, die die erwähnte
Zerlegung bewirkt. Es sind auch andere Einrichtungen dieser Art bekannt, bei denen
das -Drehoment mittels Rollen-auf eine schräge Fläche übertragen wird, um auf diese
Weise eine Zerlegung in tangentiale und axiale Kräfte zu ermöglichen.
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Alle diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß entweder
die für die Zerlegung notwendigen Hebel und Gestänge verhältnismäßig kompliziert
sind oder daß sie mit Reibung behaftet sind, die eine genauere Anzeige unmöglich
machen. Außerdem ist es bei diesen Einrichtungen schwierig, eine vollkommende Auswuchtung
aller umlaufenden Hebel usw. zu erreichen. Infolgedessen treten Fliehkräfte auf,
die sich nicht nur auf die Einrichtung selbst schädlich auswirken, sondern auch
insbesondere bei höheren Dnehzahlen zusätzliche Kräfte hervorrufen, die sich auf
die Messung nachteilig auswirken.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung, bei der gleichfalls zum Zwecke
der Messung des Drehmomentes dieses in eine tangentiale und eine axiale Kraft zerlegt
wird, vermeidet alle diese Nachteile durch ihren verhäLtnismäßig einfachen Aufbau.
Sie beruht darauf, daß
zwischen die treibende und die angetriebene
Scheibe zwei oder mehr an verschiedenen Tangentialebenen schräg zur Drehachse liegende
einfache Hebel beiderseits gelenkig angeordnet sind, von deren Lagerung der eine
Teil axial fest, der andere zur Messung der aufgebrachten Kräfte axial beweglich
ist. Diese Hebel übertragen die gesamten Kräfte und ermöglichen eine einwandfreie
Zerlegung in tangentiale und axiale Kräfte. Die gelenkige Lagerung kann nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung mittels Pendelkugellagern oder eines sonstigen
sphärischen Lagers, beispielsweise in Form eines in Kugeln gelagerten lZugelgelenkes,
erfolgen.
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Auch diese Hebel sind selbstverständlich den Fliehkräften untenvorfen.
Um aber durch diese Hebel zusätzliche Fliehkräfte auf das Meßergebnis nicht zur
Auswirkung kommen zu lasten, besitzen die Hebel gemäß einer weiteren Verbesserung
der Erfindung beiderseits Verlängerungen über die Stelle, an der sie angelenkt sind,
hinaus, wodurch sich bezüglich dieser Punkte die Fliehkräfte, soweit sie auf das
Meßergebnis einwirlven könnten, aufheben.
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Von dem axial verschiebbaren Teil der Hebellagerung wird das Drehmoment
mittels einer oder mehrerer in der Achsrichtungnachgiebiger Federn 0. dgl. übertragen,
so daß trotz der axialen Beweglichkeit eine einwandfreie Übertragung des Drehmomentes
erfolgt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs -gedailens ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Darin ist Abb. I eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise
im Schnitt, Abb. 2 ein Querschnitt nach der Linie A-A.
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Das Drehmoment wird durch eine Weller eingeleitet, die in einer Platte
b endigt. An dieser Platte sind beiderseits Blattfedern c befestigt. Die der Platte
abgewendeten Enden der Federn c sind an seitlichen Klappen d mit der Scheibe e verschraubt.
An der Scheibe e ist ferner ein mit Aussparungen für die Federn c versehener Drehkörper
1 befestigt der das Lager g trägt. Schließlich befinden sich an der Scheibe Trägers
für Lagert, in dem sich die Stange k gelenkig bewegen kann.
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Das jenseitige Ende der Stange k ist in ähnlicher Weise mit einem
Träger 1 gelenkig gelagert. Der Träger 1 befindet sich an einer Scheibe m, dile
an einer Hohlwellen befestigt ist.
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Durch die Federn wird das Drehmoment der Welle a auf die Scheibe
e übertragen.
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Hierbei wird die Stange ü und durch sie die Scheiben mitgenommen,
so daß das Drehmoment auf die Hohlwelle lt weitergeleiltet wird. Infolge der schrägen
Lage der Stange k entsteht an der Lagerung i eine dem Drehmoment proportionale Kraftkomponente,
die axial gerichtet ist. Da die Übertragung zwischein der Welle a und der Scheibe
e über Federn erfolgt. kann die Scheibe diesem axialen Druck nachgeben und überträgt
ihn auf das Lagert, an der beiderseits der Hebelo gabelartig angreift. so daß der
axiale Druck auf diesen Hebel und den mit ihm verbundenen Hebel p übertragen wird.
Von diesem Hebel p kann der Druck beispielsweise als Zugkraft auf eine an sich bekannte
Auswiegevorrichtung übertragen und dort dessen Größe abgelesen werden.
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Da die Axialkraft eine Komponente des Drehmomentes und damit diesem
propion tional ist. kann an der Auswiegevorrichtung bei entsprechender Justierung
das Dreh. momlent unmittelbar abgelesen werden.
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Um die Kräfte in dem System auszugleichen, ist es zweckmäßig, das
Drehmoment von der Scheibe e auf die Scheibe m nicht durch einen, sondern durch
mindestens zwei Hebel zu übertragen, deren Anlenkpunkte an jeder Scheibe (bei Verwendung
zweier Hebel) um 1800 gegeneinander versetzt sind. Die gelenkige Lagerung des Hebels
k in den Trägern i und I kann beispielsweise durch Pendelkugellager erfolgen. Es
können jedoch auch Kugelpfannen oder sphärische Kugellager beliebiger Art Verwendung
finden. Unter Umständen genügt auch eine federnde Lagerung der Hebelk unmittelbar
an den Scheiben e. Jedoch sollte diese Lagerung gleich falls eine Gelenkigkeit in
mindestens zwei Achsenrichtungen ermöglichen. Werden zwischein den beiden Scheiben
nur Zugkräfte übertragen, so können unter Umständen auch beliebige Zugorgane, wie
Seile o,dgl., an Stelle der Hebel k Verwendung finden.
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Bei höheren Drehzahlen können unter Umständen durch die Hebel k Fliehkräfte
hervorgerufen werden, die das Meßergebnis beeinfiussen. Das kann dadurch vermieden
werden, daß man die Hebel über die Anlenkpunkte hinaus um ein Stück verlängert,
wie dies im der Zeichnung dargestellt ist. Bei entsprechender Verlängerung heben
sich die Fliehkräfte, soweit sie die Axialkräfte beeinflussen können, auf, so daß
das Meßergebnis dann auch bei höchsten Drehzahlen nicht mehr gestört wird. Die Einrichtung
kann sowohl für RLechts- wie für Linkslauf eingerichtet werden. Die dargestellte
Einrichtung gestattet die Messung bei Linkslauf (in Antriebsrichtung gesehen); für
Rechtslauf könnte die gleiche Einrichtung verwendet werden, jedoch würde dann der
Hebels nach unten drücken und die Schneide entsprechend umgesetzt werden müssen.
Es ist jedoch auch möglich, eine und dieselbe Vorrichtung gleichzeitig für Links-
und für Rechtslauf zu benutzen. In diesem Falle muß entweder die
Auswiegevorrichtung
nach beiden Seiten arbeitem können oder in bekannter Weise lein Zwischenhebei eingefügt
werden, der die Kräfte umlenkt. Die Einrichtung kann auch derartig getroffen werden,
daß der Antrieb. von Seiten der Welle n eingeleitet wird. Die Arbeitsweise ist auch
in diesem Falle die gleiche wie beschrieben. An Stelle der Federn c können beliebige
Einrichtungen verwendet werden, die bei uneingeschränkter Übertragung des Drehmomentes
eine axiale Verschiebung bei möglichst geringem Widerstand gegen dieselbe ermöglichen.
Unter Umständen kann dies auch durch axiale Gleitführungen geschehen, bei denen
evtl. Kugeln oder ähnliche die Reibung herabsetzende Körper eingeschaltet werden
können.