DE955908C

DE955908C - Anordnung zum Messen von Durchbiegungen an Kurbelarmen oder Kurbelwellen, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE955908C
Application number: DED15169A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Steinbrenner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1953-06-02
Filing date: 1953-06-02
Publication date: 1957-01-10

Description

Anordnung zum Messen von Durchbiegungen an Kurbelarmen oder Kurbelwellen, insbesondere für Brennkraftmaschinen Es ist bereits bekannt, Dehnungen als Abstandsänderung zweier induktiver Geberteile zu messen, die in der Meßbrücke eines mittels Trägerfrequenz arbeitenden Registriergerätes angeordnet sind. Es besteht der bekannte an der Meßstelle zu befestigende Geber aus einem Anker, der vor bzw. in einem Hufeisenmagneten sich bewegt. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, daß sie nicht erkennen läßt, ob es sich bei der gemessenen Längenänderung um eine reine Dehnung oder um eine Dehnung und Biegung handelt.
Es sind außerdem Dehnungsmesser bekannt, die aus einer mit einem Kern versehenen Spule und einem davor liegenden Anker bestehen. Es sind diese Teile in einem gemeinschaftlichen Gehäuse untergebracht, und es können sich die beiden Geberteile unabhängig g voneinander bewegen. Es handelt sich bei dieser Anordnung ausschließlich um einen Dehnungsmesser für Längendehnungen.
Es eignet sich der bekannte Dehnungsmesser nicht nur aus Platzgründen nicht für eine Befestigung an oder in den Kurbelarmen oder Kurbelwellen, sondern es würde dieser auch bei Durchbiegungen ein ungenaues Meßergebnis bringen, weil die einander zugekehrten Anker- und Kernstirnflächen genau gleich groß sind. Bei einer Schwenkbewegung des Ankers verkleinert sich zwangläufig dessen wirksame Fläche in Projektionsrichtung der magnetischen Kraftlinien.
Die vorliegende Erfindung dient dazu, die nicht interessierende Bewegung eines der Geberteile aus dem Meßwert nach Möglichkeit auszuschalten.
Dementsprechend besteht die Erfindung in einer Anordnung des Gebers in der Weise, daß die Geberspule mit ihrem Kern am Kurbelwellenzapfen und die Geberplatte oder dessen Anker an bzw. in der Kurbelwange angeordnet ist, oder umgekehrt.
Dadurch ist es möglich, die Biegungen der Kurbelwelle getrennt von den in radialer Richtung auftretenden Verformungen zu messen. Die Ankerplatte wird von einem möglichst kurzen Träger mit hoher Eigenfrequenz gehalten. Es besteht der Trager insbesondere aus einem aus Blech gefertigten kegeligen Körper, an dessen Spitze die Platte angeordnet ist und dessen Fuß mittels Blechlappen an der Kurbelwelle befestigt, insbesondere verschweißt ist. Die Meßspule mit ihrem Kern wird von einem U-förmigen Bügel gehalten, der in der Kurbelwelle befestigt, insbesondere mit dieser verschweißt ist. Bei in der Kurbelwelle angeordneten Olbohrungen wird der Träger für die Geberplatte vorteilhaft in dieser Bohrung eingesetzt.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. I einen Längsschnitt durch die Wange einer Kurbelvvelle; einschließlich der zugehörigen Kurbelwellenlager- und Kurbelzapfenabschnitte, Abb. I a den an der übergangsstelle vom Kurbelwellenlager in den Kurbelwellenzapfen eingesetzten Geber mit seiner Halterung, in Pfeilrichtung nach Abb. I, von unten her gesehen, Abb. 2 ein Anordnungsschema des Gebers für die Biegemessung, Abb. 3 und 4 die Meßspule mit davorliegender Platte im Grund- und Aufriß, Abb. 5 das Schaltschema eines Trägerfrequenzmodulationsgerätes.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. I sind die Hohlräume einer Kurbelwellenlagerstelle I und des Kurbelzapfens 2 durch eine Bohrung 3 miteinander verbunden. In diese Bohrung ist ein aus Blech gefalteter, hohler, kegeliger Träger 4 eingesetzt und an seinem Fuß mittels Lappen 5 an der Kurbelwelle verschweißt. Die Spitze des Trägers 4 ist mit einer kleinen Querplatte 6 versehen, die als Schwenkanker vor den Schenkeln eines U-förmigen Eisenkerns 7 liegt. Einer der Schenkel trägt eine Wicklung 8, die als Meßspule in der Meßbrücke eines mit Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Registriergerätes angeordnet ist. Spule 8 und Kern 7 werden von einem Tragbügel 9 gehalten, der im hohlen Kurbelwellenzapfen 2, z. B. ebenfalls durch Schweißen, befestigt ist.
Die Schaltung des Trägerfrequenzgerätes zeigt die Abb. 5. Es besteht diese aus der Meßbrücke B, die vom Generator 0 mit Hochfrequenz, d. h. mit der Trägerfrequenz, versorgt wird. Außerdem sind an die Meßbrücke ein Verstärker V, ein phasenempfindlicher Gleichrichter G und gegebenenfalls eine Siebkette S angeschlossen, die schließlich zu einem Ablese- oder Aufzeichnungsgerät (Schleife A) führt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die Abstandsänderung der Platts 6 vom Spulenkern 7 bewirkt eine Induktivitätsänderung in der Spule 8, die am Anzeigegerät A sichtbar wird. Da diese Abstandsänderung eine Funktion der an der Meßstelle auftretenden Biegung ist, zeigt das Meßgerät die Biegungsgröße an der Meßstelle an.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zum Messen von Durchbiegungen an Kurbel armen, insbesondere an Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen, mittels einer mit einem Kern versehenen Geberspule und einem davor angeordneten Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberspule (8) mit ihrem Kern (7) an bzw. im Kurbelwellenzapfen (2) und die Geber- bzw. Ankerplatte (6) an bzw. in der Kurbelwellenwange angeordnet ist oder umgekehrt.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spulenkern (7) zugekehrte Ankerplatte größer ist als die dem Anker zugekehrte Kernstirnfläche und die erwähnte Ankerfläche (6) die Kernstirnfläche allseitig überragt.
3. Anordnung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einer dünnen, in der Ruhestellung parallel zur Spulenkernstirnfläche liegenden Platte (6) besteht.
4. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (6) von einem möglichst steifen und kurzen Träger (4, 5) mit hoher Eigenfrequenz gehalten wird.
5. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) für die Geberplatte (6) aus einem aus Blech gefalteten kegeligen Körper besteht, an dessen Spitze die Platte (6) angeordnet ist und dessen Fuß (4) mittels Blechlappen (5) an der Kurbelwelle befestigt, insbesondere verschweißt ist.
6. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberspule (8) mit ihrem Kern (7) von einem U-förmigen Bügel (g) gehalten wird, der z. B. in der Kurbelwelle befestigt, insbesondere verschweißt ist.
7. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für die Geberplatte (6) eine in der Kurbelwellenwange (2) angeordnete Ölbohrung (3) durchsetzt.
8. Anordnung nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (6, 7, 8) in an sich bekannter Weise an die Meßbrücke (B) eines mittels Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Anzeigegerätes (Abb. 5) angeschlossen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Pflier, Elektrische Messung mechanischer Größen, 3. Auflage (I948), S. II8.