Das Hauptpatent 886 535 betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der
Leistung an umlaufenden Wellen mit Hilfe eines an eine Kippschwingschaltung Impulse
abgebenden Torsionsdynamometers. welche wechselweise den ein Instrument enthaltenden
Zweig, welcher vom Kippkreis mittelhar oder unmitteli>ar gesteuert werden kann,
stromführend und stromlos machen. Die Dauer des Zustandes, in welchem der Instrumentenzweig
Strom führt, wird also durch das Eintreffen des zweiten Impulses, von der Lastseite
des Torsionsstabes her, begrenzt, so daß der im Instrument angezeigte Strommittelwert
streng proportional dem Torsionswinkel und damit dem Drehmoment ist.The main patent 886 535 relates to a device for determining the
Power on rotating shafts with the help of a pulse on a relaxation oscillator circuit
dispensing torsional dynamometer. which alternate with the one containing an instrument
Branch that can be controlled indirectly or indirectly by the tilting circle,
Make live and de-energized. The duration of the state in which the instrument branch
Electricity is carried by the arrival of the second impulse from the load side
of the torsion bar, so that the mean current value displayed in the instrument
is strictly proportional to the torsion angle and thus the torque.
Um eine genaue Anzeige des Strommittelwertes zu erhalten, sind außerordentlich
scharfe Impulse erforderlich, wie sie von den bekannten Torsionsdvnamometern in
hinreichender Steilheit nicht abgegeben werden. Das Torsionsdynamometer nach der
Erfindung bedient sich daher eines lichtelektrischen Verfahrens. Es war zwar bekannt,
für die Drehzahlmessung auf die Welle des Prüflings eine Blendenscheibe aufzusetzen
und die durch eine Lichtquelle auf eine Photozelle geworfene Anzahl der Lichtimpulse
pro Sekunde zu messen. Abgesehen davon, daß es sich hier nur um reine Drehzahlmessungen
handelt, ist bei sehr schnell umlaufenden Wellen die Anordnung derartiger Scheiben
einmal wegen der auftretenden Fliehkräfte und zweitens wegen der schwierigen Auswuchtung
nicht brauchbar. Das Torsionsdynamometer nach der Erfindung weist daher mindestens
zwei am Torsionsstab befindliche ebene oder konkave Spiegelflächen auf, die zur
Hälfte an dem motorseitigen und zur Hälfe an dem lastseitigen Ende angebracht sind
und derart in zwei lichtempfindliche Zellen ein oder zwei Lichtquellen hineinreflektieren,
daß bei unbelastetem Torsionsstab beide Zellen zugleich mit zweckmäßig der gleichen
Lichtmenge beaufschlagt werden. Bei Belastung des Torsionsstabes tritt eine Zeitdifferenz
zwischen dem Einfall des Lichtes in die Photozellen auf, so daß bei i.mpul@sartiger
Beaufschlagung von den Photozellen scharfe elektrische Impulse abgegeben werden,
deren Aufeinanderfolge eine scharfe Begrenzung der Dauer des stromführenden Zustandes
im Instrument ergeben. Die Dauer des Lichteinfalles läßt sich durch geeignete Anordnung
einer Blende auf dem Lichtweg zwischen Torsionsstab und Photozelle .sowie durch
die Länge des durch den reflektierten Strahl gegebenen Hebelarmes bis zu sehr geringen
Zeiten begrenzen.To get an accurate display of the mean current value are extraordinary
sharp impulses are required, as shown by the well-known torsion dynamometers in
sufficient slope are not given. The torsion dynamometer according to the
The invention therefore makes use of a photoelectric method. It was known
Place an orifice plate on the shaft of the test object to measure the speed
and the number of light pulses projected onto a photocell by a light source
measure per second. Apart from the fact that these are only pure speed measurements
is the arrangement of such disks for very fast rotating shafts
firstly because of the centrifugal forces and secondly because of the difficult balancing
not usable. The torsion dynamometer according to the invention therefore has at least
two flat or concave mirror surfaces located on the torsion bar, which are used for
Half are attached to the motor-side and half to the load-side end
and reflect one or two light sources into two light-sensitive cells,
that when the torsion bar is not loaded, both cells are expediently the same at the same time
Amount of light are applied. A time difference occurs when the torsion bar is loaded
between the incidence of light in the photocells, so that with i.mpul@sartiger
When the photocells are applied, sharp electrical impulses are emitted,
the sequence of which sharply limits the duration of the current-carrying state
result in the instrument. The duration of the incidence of light can be determined by a suitable arrangement
an aperture on the light path between the torsion bar and the photocell .sowie through
the length of the lever arm given by the reflected beam down to a very small one
Limit times.
Das Wesen der Erfindung ist im folgenden an Hand der in Fig. i gegebenen
schematischen Darstellung erläutert.The essence of the invention is given below with reference to that in FIG
Schematic illustration explained.
Von einer möglichst punkt- oder strichförmigen Lichtquelle 8 wird
über einen Kondensator g und eine der reflektierenden Flächen i i auf dem Tor-@sionsstab
io ein reelles Bild auf die Spaltblende 12 entworfen, durch welche das reflektierte
Licht auf die Photozelle 13 gelangt. Durch die Zelle 13 wird der im Anodenkreis
des Verstärkerrohres 14. liegende Transformator 15 Spannung erhalten und diese sekundärseitig
an die Kippschwingschaltung der Einrichtung nach dem Hauptpatent abgeben. Wenn der
Torsionsstab mit dem Prüfling in Umdrehung versetzt wird, gelangt nur während eines
Bruchteiles einer Umdrehung Licht auf die Zelle, so daß der Transformator 15 sekundärseitig
jeweils einen scharfen Spannungsimpuls abgibt. Diese Anordnung wird sowohl am motorseitigen
wie am lastseitigen Ende des Torsionsstabes vorgesehen und die Einstellung .so getroffen,
daß bei unbelastetem Torsionsstab beide Zellen zugleich mit zweckmäßig der gleichen
Lichtmenge beaufschlagt werden. Selbstverständlich können. an Stelle von transformatorisch
gekoppelten Verstärkern auch widerstandsgekoppelte Verstärker verwendet werden.From a point-shaped or line-shaped light source 8 as possible
Via a capacitor g and one of the reflective surfaces i i on the torsion bar
io designed a real image on the slit diaphragm 12, through which the reflected
Light reaches the photocell 13. The cell 13 is used in the anode circuit
of the amplifier tube 14. Transformer 15 lying down receive voltage and this on the secondary side
submit to the relaxation circuit of the device according to the main patent. If the
Torsion bar is set in rotation with the test object, only occurs during one
A fraction of a turn of light on the cell, so that the transformer 15 on the secondary side
each emits a sharp voltage pulse. This arrangement is both on the engine side
as provided at the end of the torsion bar on the load side and the setting made so,
that when the torsion bar is not loaded, both cells are expediently the same at the same time
Amount of light are applied. Of course you can. instead of transformative
coupled amplifiers, resistor-coupled amplifiers can also be used.
Fig. 2 zeigt die Impulsfolge, die von den beiden Enden des Torsionsstabes
über die zugehörigen Photozellen und Transformatoren an die Kippschwingschaltung
abgegeben werden. Die Impulse I entstammen der motorseitigen Anordnung und die
je nach Größe des Torsionswinkels mit kleinerer oder größerer Zeitdifferenz
jeweils folgenden Impulse II von der lastseitigen entsprechenden Anordnung. Während
also die Impulse I den stromführenden Zustand im Instrumentenzweig der Kippschwingschaltung
herstellen, unterbrechen ihn die Impulse II. Der im Instrument gemessene Strommittelwert
ist daher dem Torsionswinkel direkt proportional.Fig. 2 shows the pulse sequence which are emitted from the two ends of the torsion bar via the associated photocells and transformers to the relaxation circuit. The pulses I originate from the motor-side arrangement and the respective following pulses II, depending on the size of the torsion angle, with a smaller or larger time difference from the corresponding arrangement on the load-side. So while the pulses I establish the current-carrying state in the instrument branch of the relaxation circuit, the pulses II interrupt it. The mean current value measured in the instrument is therefore directly proportional to the torsion angle.
Normalerweise wird man auf der Torsionswelle die reflektierenden Flächen
paarweise anbringen, um eine Unwucht des Torsionsstabes zu vermeiden und die beispielsweise
durch Anschleifen erzeugten Spliegelflächen in gleicher Ebene vorsehen. Man kann
jedoch, um die Impulse zu steigern, auch mehrere Paare spiegelnder Flächen vorsehen.Usually one becomes the reflective surface on the torsion wave
Attach in pairs to avoid unbalance of the torsion bar and the, for example
Provide mirror surfaces created by grinding in the same plane. One can
however, in order to increase the impulses, also provide several pairs of reflective surfaces.