DE8034067U1

DE8034067U1 - Drehmomentenmeßeinrichtung

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Publication number: DE8034067U1
Application number: DE8034067U
Authority: DE
Original assignee: Claas KGaA mbH
Current assignee: Claas KGaA mbH
Publication date: 1981-08-27

Description

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Drehmomentenmeßeinrichtung j. j

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum Messen des von j

einem Motor auf ein rotierendes Maschinenelement übertragenen |

Drehmomentes, insbesondere zur Drehmomentenmessung an der i

Einzugswalze in der Schneidwerksmulde eines selbstfahrenden j Mähdreschers zwecks Vorfahrtregelung.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Messung des von einer
rotierenden Welle übertragenen Drehmomentes bekannt, bei
denen als Meßsystem ein verdrehbarer Wellenabschnitt benutzt
wird; insbesondere sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei
denen mit Ausgleichsüberträgern abgetastet wird, bei denen mit
Spannungsverschiebung gearbeitet wird oder bei denen die Verdrehkraft mit Hilfe von Dehnungsmessern gemessen wird. Die
Machteile der Vorrichtung, bei denen mit Transformatoren abgetastet wird, besteht darin, daß rotierende Transformatoren
erforderlich sind, deren Motorwicklungen Zentrifugalkräften
unterliegen. Da ferner der Luftspalt sehr klein, andererseits _c jedoch groß genug sein muß, um eine ungehinderte Drehung der ; Welle zu ermöglichen, besitzt der Transformator eine schlechte
Qualität, was die Messung beeinträchtigt und die Notwendigkeit
mit sich bringt, den Stator und den Rotor dieser Transformatoren mittels Wälzlager auszurichten, falls die Wellen nicht im
Raum starr befestigt sind.

Bei den mit Spannungsphasenverschiebung arbeitenden Vorrich- -■ tungen treten dieselben Nachteile wie bei den obenerwähnten
Vorrichtungen auf, da sie mit Magnetfeldern arbeiten.

Die Vorrichtungen, bei denen das Ungleichgewicht einer Dehnungsmeßbrücke gemessen wird, besitzen infolge der Schwierigkeit der
Befestigung der Dehnungsmesser an den Wellen und infolge des
Temperatureinflusses sowie aufgrund der Schwierigkeiten der
Übertragung Informationen von dem beweglichen Teil auf den feststehenden Teil der Vorrichtung nur eine geringe Zuverlässigkeit.

Desweiteren ist ein Mähdrescher mit einem zwischen Antriebsmotor
und Bodenrädern vorgesehenen stufenlos einstellbaren Getriebe

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bekannt, das über eine Belastungsmeßeinrichtung gesteuert wird. Hierzu weist die Belastungsmeßeinrichtung einen Dreh-r momentengeber auf, der mit der Antriebswelle der im Schneidwerktisch vorgesehenen Einzugsorgane verbunden ist. Die Drehmomentenmeßeinrichtung ist als epizyklisches Getriebe ausgebildet und besteht aus einem auf der Antriebswelle vorgesehenen Sonnenrad sowie aus Planetenrädern, die in einem drehbaren Käfig aufgenommen sind. Sobald sich die Belastung ändert, dreht sich der Käfig im Uhrzeigerdrehsinn oder entgegengesetzt dazu und übt eine korrigierende Wirkung über einen Differenzialhebel,

einem Ventil und einem Steuerkolben auf das Geschwindigkeitswechselgetriebe aus. Die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers läßt sich über den Differenzialhebel beeinflussen, jedoch kann die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit durch die mit dem Drehmomentengeber verbundene Regeleinrichtung überschritten werden, insbesondere dann, wenn der Erntedurchsatz sehr gering ist und der Drehmomentengeber das Geschv/indigEitswechselgetriebe auf die vom Drehmomentengeber abhängige Größe einstellt. Eine derartige rapide und übermäßige Geschwindigkeitssteigerung kann zu Beschädigungen in den Einzugsorganen und in den Antriebsvorrichtungen führen. Außerdem ist die Vorrichtung wegen ihrer vielen mechanischen Einzelteile sehr störanfällig.

Der vorliegenden Neuerung liegt daher das Problem zugrunde, eine in ihrem Aufbau einfache und den rauhen Erntebedingungen in der Landwirtschaft angepaßte Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß auf einer Antriebswelle ein um ein geringes Maß gegenüber der Welle verdrenbares Antriebsrad angeordnet ist und daß eine das Maß der Verdrehung abtastende Fotozellenanordnung vorgesehen ist. Dabei ist mit der Abtriebswelle eine einen Flansch aufweisende Nabe fest verbunden, wobei die Nabe einen gegenüber dem Flansch vorspringenden Aufnahmeansatz aufweist, auf den das Antriebsrad verdrehbar aufgesetzt und der Verdrehwinkel durch Federn begrenzt ist. Mit Vorteil ist dabei mit dem Flansch ein Haltering derart verschraubt, daß das Antriebsrad zwischen Flansch| und Haltering axial gesichert ist. Zwecks Verdrehbegrenzung des Antriebsrades gegenüber der Abtriebswelle weisen sowohl der

Flansch wie auch das Antriebsrad und der Haltering zumindest je eine Aufnahmeöffnung auf, die bei Stillstand zueinander in Deckung sind und eine gemeinsame Druckfeder aufnehmen. Um zu vermeiden, daß die Druckfeder aus der Aufnahmeöffnung herausfällt stehen die Windungen der Feder aus den Bohrungen nach außen vor, wobei durch die durch die vorstehenden Windungsteile und die äußeren Begrenzungen von Flansch und Haltering gebildeten Freiräume Sicherungsdrahte hinduchgeschoben sind. Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung weisen sowohl der Flansch als auch das Antriebsrad und der Haltering zusätzlich zu den Aufnahmebohrungen zumindest je eine weitere Durchgangsbohrung auf, die ebenfalls bei Stillstand der Einrichtung zueinander in Deckung sind, wobei auf der einen Seite der Bohrungen ein Lichtsender und auf der anderen Seite ein Lichtempfänger angeordnet ist.

Im folgenden soll die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispieles und zweier dieses schematisch darstellender Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 die neuerungsgemäße Einrichtung in der Vorderansicht

und
Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung in der Seitenansicht im Schnitt gemäß der Linie II-II der Fig. 1.

Mit 1 ist dabei die Welle der Einzugswalze eines selbstfahrenden Mähdreschers bezeichnet, auf die eine Nabe 2 fest aufgebracht ist. Diese Nabe 2 weist einen Flansch 3 sowie einen gegenüber dem Flansch 3 axial vorspringenden ringförmigen Aufnahmeansatz 4 auf. Auf den Aufnahmeansatz 4 ist ein Antriebskettenrad 5 drehbar aufgesetzt, welches gegen Abrutschen vom Ansatz 4 durch einen Haltering 6 gesichert ist, der mit der Nabe 2 durch Schrauben 7 fest verbunden ist. Der axiale Abstand des Flansches 3 von dem montierten Haltering 6 ist dabei so bemessen, daß das Antriebskettenrad 5 nicht zwischen ihnen eingeklemmt ist. Zwecks Übertragung eines Drehmomentes von dem Kettenrad 5 auf die Welle 1 weisen die Nabe 2, das Kettenrad 5 und der Haltering 6 je drei durchgehende Aufnahmeöffnungen 8, 8', 8'¹ gleicher Größe auf. Nachdem nun die drei Öffnungen 8¹ des Antriebskettenrades 5 durch entsprechendes

Verdrehen auf dem Aufnahmeansatz 4 in Deckungen zu den drei Öffnungen 8 des Flansches 3 und 8·' des Halteringes 6 gebracht worden sind, werden Druckfedern 9 in die durch Öffnungen 8, 8¹ und 8'' gebildeten Räume eingelegt und zwar derart, daß sie durch Verdrehen des Kettenrades 5 gegenüber dem Flansch 3 und somit der Welle 1 gespannt werden können. Damit die Federn 9 nicht herausfallen können, sind sie in ihrem Durchmesser so bemessen, daß Teile ihrer Windungen über die äußeren Begrenzungen von Flansch 3 und Haltering 6 hervorragen. Durch die . durch die vorstehenden Windungsteile einerseits und die äußeren - Wandungen sowohl des Flansches 3 als auch des Halteringes 6 anil dererseits gebildeten Freiräume werden dann offene ringförmig ge-[ bogene Sicherungsdrähte 10,11 eingeschoben.

: Neben den Aufnahmeöffnungen 8 bis 8'· weist sowohl der Flansch 3, wie auch das Kettenrad 5 und der Haltering 6 eine Vielzahl von

: auf einem aar Mittelachse der Welle 1 konzentrischen Kreis in gleichen Abständen zueinander angeordnete Durchgangsbohrungen 12, 12' und 12'' auf, wobei die Mittelpunkte jeweils einer Bohrung im Flansch 3, einer Bohrung im Kettenrad 5 und einer Bohrung im

; Haltering 6 auf einer gemeinsamen gedachten Achse liegen und zwar betrachtet bei Stillstand der Achse 1 bzw. des Kettenrades Wie die Fig. 2 zeigt, ist auf der Flanschseite ein Lichtsender

; und auf der Halteringseite ein Lichtempfänger 14 angeordnet derart, daß der von dem Sender 13 ausgesandte Lichtstrahl durch die Bohrungen 12 bis 12'' hindurch auf den Empfänger 14 auftrifft. Soll nun durch das Antriebskettenrad 5 ein Drehmoment auf die

; Achse 1 übertragen werden₅ werden die Federn 9 je nach Größe des zu übertragenden Drehmomentes mehr oder weniger stark zu-

; sammengepreßt, weil der Kraftfluß vom Kettenrad 5 über die Federn S von dort aus über den Flansch 3 und den Kaltering 6 zu der Achse

~^z> verläuft. Dabei wird das Kettenrad 5 gegenüber dem Flansch 3 und dem Haltering 6 mehr oder weniger stark verdreht, so daß der von

', der Lichtquelle 13 ausgehende Strahl mehr oder weniger abgedeckt wird. Während des Betriebes wird dann durch Integration der am Lichterapfanger 14 entstehenden Impulse ein analog, dem Drehmoment proportionales Signal gewonnen, das auf ein Anzeigengerät zum direkten Ablesen des momentanen Drehmomentes durch bekannte Mittel übertragen wird oder aber über entsprechende Mittel zur Vorfahrtregelung direkt verwendet wird.

Claims

! · . ,··. .: .··. .".pat. 6181 st/ni . ·:.:.'. .·'. JI71 Dez. 1980 CLAAS OHG, 4834 Harsewinkel Schutzansprüche

1. Einrichtung zum Messen des von einem Motor auf ein rotierendes Maschinenelement übertragenen Drehmomentes, insbesondere zur Drehmomentenmessung an. der Einzugswalze in der Schneidwerksmulde eines selbstfahrenden Mähdreschers zwecks Vorfahrtregelung,

dadurch gekennzeichnet, *

daß auf einer Antriebswelle (1) ein um ein geringes Maß gegenüber der Welle (1) verdrehbares Antriebsrad (5) angeordnet ist und daß eine das Maß der Verdrehung abtastende Fotozellenanordnung (13, 14) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle (1) eine einen Flansch (3) aufweisende Nabe (2) fest verbunden ist, wobei dix Nabe (2) einen gegenüber dem Flansch (3) vorspringenden Aufnahmeansatz (4) aufweist, auf den das Antriebsrad (5) verdrehbar aufgesetzt und der Verdrehwinkel durch Federn (9) begrenzt ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß mit dem Flansch (3) ein Haltering (6) verschraubt ist, derart, daß das Antriebsrad (5) zwischen Flansch (3) und' Haltering (6) axial gesichert ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß sowohl der Flansch (3) wie auch das Antriebsrad (5) und der Haltering (6) zumindest je eine Öffnung (8 bis 8¹') aufweisen, die im Stillstand zueinander in Deckung sind und eine Druckfeder (9) aufnehmen.

- 2 —

- ,2

Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Feder (9) aus den Öffnungen (8 u. 8^M) nach außen vorstehen und daß durch die durch die vorstehenden Windungsteile und die äußeren Begrenzungen vom Flansch (3) und Haltering (6) gebildeten Freiräume Sicherungsdrähte (10, 11) hindurchgeschoben sind.

Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, f

daß sowohl Flansch (3) wie auch das Antriebsrad (5) und | der Haltering (6) zusätzlich zu den Öffnungen (8 bis 8¹¹) zumindest je eine weitere Durchgangsbohrung (12, 12' und 12'·) aufweisen, die ebenfalls im Stillstand der Einrichtung zueinander in Deckung sind, wobei auf der einen Seite der Bohrungen (12 bis 12'') ein Lichtsender (13) und auf der anderen Seite ein Lichtempfänger (14) angeordnet ist.