DE8511143U1 - Measuring hub for torque and speed measurement on rotating machine parts - Google Patents

Measuring hub for torque and speed measurement on rotating machine parts

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DE8511143U1 DE19858511143 DE8511143U DE8511143U1 DE 8511143 U1 DE8511143 U1 DE 8511143U1 DE 19858511143 DE19858511143 DE 19858511143 DE 8511143 U DE8511143 U DE 8511143U DE 8511143 U1 DE8511143 U1 DE 8511143U1
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    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges
    • G—PHYSICS
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed

Description

• ·*♦ · «ft. ···• · * ♦ · «ft. ···

127 DE 12 - 3 - I127 DE 12 - 3 - I.

Meßnabe zur Drehmoment- und Drehzahlmessung
an umlaufenden MaschinenteilenMeasuring hub for torque and speed measurement
on rotating machine parts

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßnabe zur Drehtno- !The invention relates to a measuring hub for Drehtno!

ment- und Drehzahlmessung an umlaufenden Maschinenteilen, f ment and speed measurement on rotating machine parts, f

mit einem Flansch- und einem Nabenteil sowie einem Stator C als Sondenträger und als Halter für übertragungsmittel.with a flange and a hub part as well as a stator C as a probe carrier and as a holder for transmission media.

Derartige Meßnaben sind bekannt. Bei ihnen sind Flansch- und Nabenteil über ein Keilwellenprofil drehfest miteinander verbunden. Die Herstellung einer Keilwellenverbindung ι ist teuer, bei Wechsellast schlägt das Keilwellenprofil leicht aus. Wicklungen zur Meßwertübertragung werden auf Spulenkörper gewickelt und dann an der Meßnabe angebracht. Diese Maßnahme und die Verwendung eines Polrings führen zu einer Bauweise, die einen kompakten Aufbau verhindert, und die wegen eines Luftspalts hohe elektrische Verluste aufweist. Such measuring hubs are known. They have flange and hub part non-rotatably connected to one another via a spline. The production of a spline connection ι is expensive, the spline shaft profile easily deflects with alternating loads. Windings for measured value transmission are on Coiled bobbin and then attached to the measuring hub. This measure and the use of a pole ring lead to a design which prevents a compact structure and which has high electrical losses due to an air gap.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßnabe zur Drehmoment- und Drehzahlmessung an umlaufenden Maschinenteilen zu schaffen, die einen kompakten Aufbau gewährleistet, sich für höhere Drehzahlen eignet und Drehmomentmessungen mit höherer Empfindlichkeit liefert. λThe invention is based on the object of a measuring hub for measuring torque and speed on rotating machine parts to create that ensures a compact design, is suitable for higher speeds and torque measurements with higher sensitivity. λ

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 ?i aufgeführten Merkmale gewährleistet. ^According to the invention, the object is achieved by the features set out in claim 1? I listed features guaranteed. ^

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteilt? auf, daß die Meßnabe kostensparend hergestellt, kompakt aufgebaut und wegen temperaturkompensierter Bauteile für die Drehmomentmessung in gleichmäßiger Güte eingesetzt werden kann. Sie weist eine geringere Einbaulänge als bekannte Meßnaben auf. Die Meßgenauigkeit und -empfindlichkeit sind wesentlich höher als bei bekannten Meßnaben. Durch Verwendung einer Envolventenverzahnung zwischen ei-The invention has the advantages over the known? on that the measuring hub manufactured cost-effectively, built compactly and because of temperature-compensated components for the torque measurement can be used with uniform quality. It has a shorter installation length than known measuring hubs. The measuring accuracy and sensitivity are much higher than with known measuring hubs. By using an involute toothing between one

127 DE 12 - 4 -127 DE 12 - 4 -

ncm Flansch- und einem Nabenteil des Rotors tritt kleinere Kerbwirkung zwischen Flansch- und Nabenteil auf. Durch Einsatz einer ölnebelschmierung ist die Meßnabe drehzahlfest, auch bei sehr hohen Drehzahlen. Weitere, vorteilhafte Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung hervor.ncm flange and a hub part of the rotor occurs smaller Notch effect between flange and hub part. By using an oil mist lubrication, the measuring hub is speed-resistant, even at very high speeds. Further, advantageous features emerge from the following description and the drawing.

Die Erfindung wird an einem AusfUhrungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigenThe invention is based on an exemplary embodiment a drawing explained. Show it

Fig. 1 die erfindungsgemäße Meßnabe, teilweise im Schnitt, in verkleinertem Maßstab,Fig. 1 the measuring hub according to the invention, partially in section, on a reduced scale,

Fig. 2 ein Leiterband mit darauf angebrachten Dehnmeßstreifen, gegenüber Fig. 1 vergrößert dargestellt,FIG. 2 shows a conductor strip with strain gauges attached to it, shown enlarged compared to FIG. 1,

Fig. 3 die Anordnung von meßwertübertragenden Wicklungen einerseits und Dehnmeßstreifen andererseits.3 shows the arrangement of windings transmitting measured values, on the one hand, and strain gauges, on the other hand.

Die Meßnabe (Fig. 1) umfaßt zunächst ein Flanschteil H und ein Nabenteil 5, an die zu.messende Maschinenteile, z.B. Wellen, drehfest angebracht werden, und einen Stator 1. .The measuring hub (Fig. 1) initially comprises a flange part H and a hub part 5 to which the machine parts to be measured, e.g. shafts, are attached in a rotationally fixed manner, and a stator 1..

Das Nabenteil 5 ist mit einem Leiterband 8 versehen, das eine flexible Leiterplatte darstellt. Das Leiterband 8 trägt elektrische Leiterbahnen 21 (Fig. 2), an die Dehnmeßstreifen 9 mit hohem k-Faktor innerhalb von Masken 22, die am Leiterband 8 vorgesehen sind, angelötet sind. Die Dehnmeßstreifen 9 sind auf iem Nabenteil 5 unmittelbar angebracht. Das Leiterband 8 ist um das Nabenteil 5 herumgewickelt auf dieses aufgeklebt.The hub part 5 is provided with a conductor strip 8, which is a flexible printed circuit board. The ladder tape 8 carries electrical conductor tracks 21 (Fig. 2), to the strain gauges 9 with a high k-factor within masks 22, which are provided on the conductor strip 8 are soldered. The strain gauges 9 are attached directly to the hub part 5. The conductor strip 8 is wrapped around the hub part 5 and glued onto it.

In der aus Fig. 3 entnehmbaren Weise sind auf dem Flanschteil 4 angebrachte Wicklungen 6, 7 mit den Leiterbahnen 21 auf dem Leiterband 8 und dementsprechend mit den Dehnmeßstreifen 9 galvanisch verbunden. Die eine Wicklung 6 sitzt unmittelbar auf dem Flanschteil, die andere Wicklung 7 istIn the manner that can be seen in FIG. 3, windings 6, 7 attached to the flange part 4 with the conductor tracks 21 on the conductor strip 8 and accordingly galvanically connected to the strain gauges 9. One winding 6 is seated directly on the flange part, the other winding 7 is

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auf einem Spulenträger 11 angebracht, der seinerseits äüf das Flanschteil 4 aufgeschraubt ist.mounted on a bobbin 11, which in turn äüf the flange part 4 is screwed on.

Den Wicklungen 6 bzw. 7 des Rotors einander jeweils radial gegenüberstehend sind Wicklungen 2 bzw. 3 des Stators 1 angeordnet. Die Paare der Wicklungen 2, 6 einerseits und 3, 7 andererseits dienen der übertragung der von den Dehnmeßstreifen 9 gelieferten Meßwerte. Diese werden über einen elektrischen Anschluß 20, z.B. einen Steckverbinder, einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Gerät zur Anzeige bzw. Auswertung der Meßwerte zugeleitet.The windings 6 and 7 of the rotor are radially opposite one another, respectively, are windings 2 and 3 of the stator 1 arranged. The pairs of windings 2, 6 on the one hand and 3, 7 on the other hand are used to transmit the from the Strain gauges 9 delivered measured values. These are connected via an electrical connection 20, e.g. a plug connector, a device (not shown in the drawing) for displaying or evaluating the measured values.

Das Flanschteil 4 trägt beim Ausführungsbeispiel ferner einen Lochkranz 12 oder eine gleichwirkende Verzahnung. Der Lochkranz 12 wird von einem mit einem Halbleiter oder induktiv arbeitenden Geber 13 zum Zweck der Drehzahlmessung in an sich bekannter Weise abgetastet.In the exemplary embodiment, the flange part 4 also has a perforated ring 12 or a toothing with the same effect. The perforated ring 12 is scanned in a manner known per se by a transmitter 13 operating with a semiconductor or inductively for the purpose of measuring the rotational speed.

Das Flanschteil U und das Nabenteil 5 des Rotors sind über eine Evolventenverzahnung 10 drehfest miteinander verbunden.The flange part U and the hub part 5 of the rotor are over an involute toothing 10 non-rotatably connected to one another.

Die Wicklung 2 auf dem Stator 1 ist körperlos gewickelt und in den Stator eingeträufelt.The winding 2 on the stator 1 is wound without a body and instilled into the stator.

Der Stator 1 ist über Lager 16, 17 auf dem Flanschteil 4 des Rotors gelagert. Der Raum mit den beiden Lagern 16, 17 und den Wicklungen 2, 6, 3» 7 ist seitlich mittels Simmerringen 14, 15 abgedichtet. Die Lager 16, 17 können über einen Zulauf 18 eine ölnebelschmierung erhalten« Das Schmiermittel verläßt den Raum über einen Ablauf 19. Durch die ölnebelschmierung ist die Meßnabe drehzahlfest, auch bei hohen Drehzahlen.The stator 1 is on the flange part 4 via bearings 16, 17 of the rotor. The room with the two camps 16, 17 and the windings 2, 6, 3 »7 are laterally sealed by means of Simmerrings 14, 15. The bearings 16, 17 can over an inlet 18 received an oil mist lubrication «Das Lubricant leaves the room via a drain 19. The oil mist lubrication means that the measuring hub is speed-proof, too at high speeds.

Claims (8)

PATENTANWALT' KLAUS BRINKMANN WlRTSCH. DIPL-INH., ING. RIESLINGWEG 11 · D-7758 MEERSBURG · W GERMANY TELEPHONE (7532) 5311 CABLE BRIPATMEER 127 DE 11 DIETRICH GRÜNAU GMBH & CO. KG, 7778 MARKDORF Meßnabe zur Drehmoment- und Drehzahlmessung an umlaufenden Maschinenteilen AnsprüchePATENT ADVERTISER 'KLAUS BRINKMANN WlRTSCH. DIPL-INH., ING. RIESLINGWEG 11 D-7758 MEERSBURG W GERMANY TELEPHONE (7532) 5311 CABLE BRIPATMEER 127 DE 11 DIETRICH GRÜNAU GMBH & CO. KG, 7778 MARKDORF measuring hub for torque and speed measurement on rotating machine parts 1. Meßnabe zur Drehmoment- und Drehzahlmessung an umlaufenden Maschinenteilen, mit einem Flansch- und einem Nabenteil sowie einem Stator als Sontienträger und als Halter für übertragungsmittel, gekennzeichnet durch zwei Wicklungspaare (2, 6; 3, 7) zur Meßwertübertragung , von denen jeweils paarweise eine am Stator (1) angebrachte Wicklung (2, 3) und eine am Rotor (Flanschteil 4, Nabenteil 5) angebrachte Wicklung (6, 7) einander radial gegenüberstehen.1. Measuring hub for torque and speed measurement on rotating machine parts, with one flange and one Hub part and a stator as a sontient carrier and as Holder for transmission means, characterized by two pairs of windings (2, 6; 3, 7) for the transmission of measured values, one of which in pairs on the stator (1) attached winding (2, 3) and one on the rotor (flange part 4, hub part 5) attached winding (6, 7) each other face radially. 2. Meßnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß für die Drehmomentmessung auf dem Nabenteil (5) ein Leiterband (8) mit Dehnmeßstreifen (9) vorgesehen ist.2. Measuring hub according to claim 1, characterized et that for the torque measurement on the hub part (5) a conductor strip (8) with strain gauges (9) is provided. 3. Meßnabe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch g ekennzeichnet , daß das Flanschteil (4) und das Nabenteil (5) über eine Evolventenverzahnung (10) miteinander verbunden sind.3. measuring hub according to one of claims 1 and 2, characterized in that the flange part (4) and the The hub part (5) are connected to one another via an involute toothing (10). 4. Meßnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g ekennzeichnet , daß auf das Flanschteil (1O ein Spulenträger (11) mit einer Wicklung (7) aufgebracht ist.4. Measuring hub according to one of claims 1 to 3, characterized in that a coil carrier (11) with a winding (7) is applied to the flange part (1 O). -- C *■ r ·
• · flC * ■ r ·
• · fl 127 DE 12 - 2 -127 DE 12 - 2 - 5. Meßnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g ek enn^eichnet, daß der Spulenträger (11) für die Drehzahlmessung einen Lochkranz (12) zur Abtastung durch einen Geber (13) aufweist.5. measuring hub according to one of claims 1 to 4, characterized g ek enn ^ eichnet that the coil carrier (11) for the speed measurement has a perforated ring (12) for scanning by an encoder (13). 6. Meßnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g ek e η nzeichnet, daß mindestens eine Wicklung (2, 3) im Stator (1) körperlos gewickelt in den Stator (1) eingeträufelt in diesem angebracht ist.6. measuring hub according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one Winding (2, 3) in the stator (1) wound without a body in the stator (1) instilled in this is attached. 7. Meßnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g ek ennzeich.net, daß der Stator (1) über abgedichtete Rillenlager unter Zuhilfenahme von Simmerringen (14, 15) auf dem Rotor (Flanschten 4, Nabenteil 5) gelagert ist.7. measuring hub according to one of claims 1 to 6, characterized g ek ennzeich.net that the stator (1) has sealed grooved bearings with the help of Simmerrings (14, 15) is mounted on the rotor (flange 4, hub part 5). 8. Meßnabe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für Lager (16, 17) des Stators (1) eine ölnebelschmierung vorgesehen ist.8. measuring hub according to claim 7, characterized in that that for bearings (16, 17) of the stator (1) an oil mist lubrication is provided.
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