PL111436B1 - Device for torque measurement - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do po¬ miaru momentu obrotowego (pozwalajace okreslac w sposób ciagly lub przerywany wielkosc mo- monitu obrotowego oraz sygnalizujace osiaganie wybranych jego wielkosci, jak np. momentu nie¬ bezpiecznego.Znane jest z opisu patentowego nr 75 716 urza¬ dzenie, w którym do konców elementu podatnego na skrecanie, laczacego wal napedzajacy i nape¬ dzany, zamocowane sa tarcze majace wspólna os geometryczna. Na obwodzie jednej z tarcz umie¬ szczona jest skala a na obwodzie drugiej tarczy wskaznik tej skali. Skala i jej wskaznik oswietlane sa lampa stroboskopowa. Kat skrecenia walka przenoszony na tarcze odczytuje sie przy pomocy wskaznika przemieszczonego o ten kat na tle skali.Wielkosc tego przemieszczenia jest latwa do odczy¬ tania w swietle lampy stroboskopowej, a poniewaz kat skrecenia elementu podatnego na skrecanie jest proporcjonalny do przenoszonego momentu, wielkosc przemieszczenia skali jest proporcjonalna do momentu przenoszonego.Niedogodnosciami takiego urzadzenia sa wysoki koszt lampy stroboskopowej oraz duze srednice tarcz stosowane w celu zapewnienia odpowiedniej czulosci wskazan,.Ze swiadectwa autorskiego ZSRR nr 347 602 zna¬ ne jest urzadzenie do pomiaru momentu obrotowe¬ go skladajace sie z walu skretnego, zródla swiatla, tarczy z wycieciem, swiatlowodów, tarczy z umie- 10 15 20 25 30 saczonymi na niej koncówkami swiatlowod6w, foto- elementów, ukladu przemarzajacego impulsy otrzy¬ mane z fotoelementów i ukladu odczytowego. Po¬ miar wielkosci momentu obrotowego i predkosci obrotu odbywa sie posrednio poprzez pomiar ilosci energii swietlnej proporcjonalnej do kata skrece¬ nia walu.W swiadectwie autorskim ZSRR nr 356 493 przed¬ stawiono urzadzenie, w którym wielkosc momentu obrotowego okresla sie równiez poprzez pomiar ilosci energii swietlnej proporcjonalnej do kata_ skrecenia elementu podatnego. Urzadzenie to skla¬ dajace sie z ukladu podatnego rwraiz z zamocowa¬ nymi na nim wspólosiowo dwoma tarczami, rucho¬ ma i nieruchoma, oraz optycznego ukladu pomia¬ rowego charakteryzuje sie tym, ze w tarczach wy¬ konane sa otwory. Otwory te maja ksztalt seg¬ mentów pierscienia, przy czym pole powierzchni otworu w tarczy nieruchomej równe jest sumie pól otworów w tarczy ruchomej. Energia swietlna przechodzaca lacznie przez tarcze przetwarzana jest przez fotooelement na sygnal elektryczny, który podawany jest na czujnik wyskalowany w jednost¬ kach momentu obrotowego.Urzadzenia przedstawione w swiadectwach autor¬ skich ZSRR nr nr 347 602 i 356 493 charakteryzuja sie skomplikowana konstrukcja i wymagaja pre¬ cyzyjnego elektronicznego ukladu odczytowego w polaczeniu z drogimi miernikami.Celem wynalazku jest opracowanie takiego urza- 111 4363 111 436 4 dzenia do pomiaru momentu obrotowego, które po¬ zwalaloby na unikniecie wad i niedogodnosci urza¬ dzen znanych.Cel ten osiagnieto w urzadzeniu skladajacym sie z walka napedzajacego i napedzanego polaczonych elementem podatnym na skrecanie, dwu wspól¬ osiowych tarcz pomiarowych oraz zródla swiatla umieszczonego przed plaszczyzna jedneij z tarcz.Obydwie tarcze przymocowane sa sztywno odpo¬ wiednio do walka napedzajacego i napedzanego.Wedlug wynalazku tarcze te maja wyciecia, któ¬ rych krawedzie ograniczaja obszar otworu dla wiazki swietlnej plynacej ze zródla do fotodetek¬ tora umieszczonego za plaszczyzna drugiej z tarcz.Wyciecia maja ksztalt wycinka kola lub szczeliny, a kat pochylenia krawedzi wyciecia jednej tarczy, w stosunku do kierunku promieniowego tej tarczy, jest rózny od takiego kata w drugiej tarczy. Foto¬ detektor stanowi matówka ze skala, matówka sprzezona ze zwierciadlem, ewentualnie okular sprzezony z odpowiednio wyiskalowana sruba mik- rometryczna. Urzadzenie zaopatrzone jest w foto¬ diode, stanowiaca element ukladu sygnalizujacego osiagniecie okreslonej wielkosci momentu obroto¬ wego.W urzadzeniu wedlug wynalazku odczytu wiel¬ kosci momentu obrotowego dokonuje sie poprzez obserwacje polozenia plamki swietlnej, która przy róznych wartosciach badanego momentu znajduje sie w róznych odleglosciach od osi wspólnej dla obu tarcz i ukladu przenoszacego moment obroto¬ wy). Stanowi to znaczne korzysci w stosunku do znanych rozwiazan miedzy innymi dzieki wyeli¬ minowaniu potrzeby stasowania lampy strobosko¬ powej albo fotoelektrycznych i optycznych ukla¬ dów mierzacych wielkosc energii swietlnej. Urza¬ dzenie wedlug wynalazku cechuje sie bardzo wyso¬ ka czuloscia wskazan, która teoretycznie dazy do nieskonczonosci i jest przy odpowiednio dobranym zakresie pomiarowym niezalezna od wielkosci tarcz.Urzadzenie wedlug wynalazku uwidoczniono w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w przekroju podluz¬ nym, fig. 2 — urzadzenie z fig. 1 w przekroju wzdluz linii A—A, fig. 3 — jedna z tarcz w wi¬ doku czolowym, fig. 4 — inny przyklad wykonania urzadzenia w przekroju podluznym, fig. 5 — urza¬ dzenie z fig. 4 w przekroju wzdluz linii B—B, fig. 6 —jedna z tarcz w widoku czolowym, a fig. 7 — trzeci przyklad realizacji urzadzenia w przekroju podluznym.Urzadzenie pokazane na fig. 1—3 ma tarcze 1 i 2 o odpowiednim ksztalcie umieszczone obok siebie i posiadajace wspólna os geometryczna, umocowa¬ ne do kqnców skretnego walka 3. Tarcza 1 jest przymocowana bezposrednio do walka napedzaja¬ cego a tarcza 2 poprzez rurowy element 4 do wal¬ ka napedzanego. Przed plaszczyzna tarczy 1 znaj¬ duje iSie zródlo swiatla 5, a za plaszczyzna tarczy 2 skala 6 w postaci matówka z wygrawerowanymi Okregami wspólsrodkowymi stanowiacymi podzial- ke do mierzenia wielkosci momentu obrotowego.Matówka wykonana jest z materialu przedluzaja¬ cego czas trwania plamki swietlnej. Krawedzie la, 2a wyciec w tarczy 1 i 2 ograniczaja wielkosc plamki swietlnej widocznej na matówce 6. Kra¬ wedz la przebiega w kierunku promieniowym, a krawedz 2a skosnie do tego kierunku. Obserwu¬ jac polozenie plamki swietlnej, która w tym przy- 5 padku ma ksztalt trójkatny, na tle skali mozemy w kazdej chwili okreslic wielkosc momentu obro¬ towego. W miejscu gdzie plamka swietlna wska¬ zuje osiaganie wielkosci momentów, które maja byc sygnalizowane, umieszczony jest element 7, io zmieniajacy swoje wlasciwosci pod wplywem swiatla, podlaczony do urzadzenia sygnalizujacego.Urzadzenie pokazane na fig. 4—6 rózni sie od urzadzenia przedstawionego na fig. 1—3 ksztaltem wyciec w tarczach 1 i 2 zapewniajacym wieksza 15 jednorodnosc natezenia plamki swietlnej sprowa¬ dzajac ja do pasemka swietlnego. W tym przy¬ padku w tarczach 1 i 2 sa wykonane szczeliny.Szczelina na tarczy 1 przebiega w kierunku pro¬ mieniowym, natomiast szczelina na tarczy 2 — sko- 20 snie do kierunku promieniowego. W miejscu skrzy¬ zowania sie tych szczelin powstaje otwór dla pas¬ ma swietlnego. Wielkosc tego otworu ograniczona jest krawedziami Ib, 2b szczelin. Przez pionowa zmiane polozenia zródla swiatla 5 znajdujemy 25 miejsce, w którym zaczyna byc widoczne na skali 6 pasmo swietlne skierowane przy pomocy lustra 9.Wartosc momentu obrotowego odczytuje sie na skali 6 lub na odpowiednio wyskalowanej srubie mikrometrycznej 8 przesuwu zródla swiatla 5. 30 Urzadzenie pokazane na fig. 7 rózni sie od urza¬ dzenia przedstawionego na fig. 4—6 przyrzadem do odczytywania 10, 11 umozliwiajacym obserwacje punktu swietlnego przy powiekszeniu kilkuset razy.Przesuwajac go przy pomocy sruby mikrometrycz- 35 mej 8 doprowadzamy do pokrycia sie punktu swietl¬ nego z .punktem zerowym obserwowanym w oku¬ larze 11 przyrzadui. Wartosc mierzonego momentu odczytujemy na odpowiednio wyskalowanej srubie mikrometrycznej 8. Przyrzad ten -charakteryzuje sie 40 najwyzsza czuloscia wskazan.Zastrzezenia patentowe 45 1. Urzadzenie do pomiaru momentu obrotowego skladajace sie z walka napedzajacego i napedza¬ nego polaczonych elementem podatnym na skre¬ canie, dwu wspólosiowych tarcz pomiarowych, z których jedna jest sztywno polaczona z wal- 50 kiem napedzajacym, a druga z walkiem napedza¬ nym oraz zródla swiatla umieszczonego przed pla¬ szczyzna jednej z tarcz, znamienne tym, ze tarcze (1) i (2) sa zaopatrzone w wyciecia, których kra¬ wedzie (la, 2a, 1, 2b) ograniczaja obszar otworu 55 dla wiazki swietlnej plynacej ze zródla (5) do foto¬ detektora (6, 10) umieszczonego za plaszczyzna tar¬ czy (2), kat pochylenia krawedzi (la, lb); wyciecia w tarczy (1) w stosunku do gej Merunku promie- ndowego jest rózny od takiego kata w tarczy (2). 60 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wyciecia obu tarcz maja (ksztalt wycinka kola. 3. Urzadzenie wedlug zaatrz. 1* znamienne tym* ze wyciecia w obu tarczach maja ksztalt szczelin. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 65 ze fotodetektor stanowi matówka (6) ze skala.111 436 5. Urzadzenie wedlug zasirz. 1, znamienne tym, ze za plaszczyzna tarczy (2) umieszczony jest foto¬ detektor, który sklada sie z okulara (11), zwlaszcza ze skosnym lustrem (10) nastawianym za pomoca sruby (8). 6. Unzadzeniie wedlug zastrz. 1 lub 4, znamienne tym, ze zródlo swiatla (5) jest nastawne za pomoca 6 sruby (8), a za tarcza (2) umieszczony jest fotode¬ tektor skladajacy sie z wypuklego zwierciadla (9) skierowujacego strumien swiatla na matówke (6) ze skala. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma fotodiode (7), która jest elementem ukladu sygnalizacyjnego.Fio.1 A-A Fiq.£ 8 5 4 Z G !_ 3 ± B-B ¦fi,.7 PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 45 1. Urzadzenie do pomiaru momentu obrotowego skladajace sie z walka napedzajacego i napedza¬ nego polaczonych elementem podatnym na skre¬ canie, dwu wspólosiowych tarcz pomiarowych, z których jedna jest sztywno polaczona z wal- 50 kiem napedzajacym, a druga z walkiem napedza¬ nym oraz zródla swiatla umieszczonego przed pla¬ szczyzna jednej z tarcz, znamienne tym, ze tarcze (1) i (2) sa zaopatrzone w wyciecia, których kra¬ wedzie (la, 2a, 1, 2b) ograniczaja obszar otworu 55 dla wiazki swietlnej plynacej ze zródla (5) do foto¬ detektora (6, 10) umieszczonego za plaszczyzna tar¬ czy (2), kat pochylenia krawedzi (la, lb); wyciecia w tarczy (1) w stosunku do gej Merunku promie- ndowego jest rózny od takiego kata w tarczy (2). 60

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wyciecia obu tarcz maja (ksztalt wycinka kola.

3. Urzadzenie wedlug zaatrz. 1* znamienne tym* ze wyciecia w obu tarczach maja ksztalt szczelin.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, 65 ze fotodetektor stanowi matówka (6) ze skala.111 436

5. Urzadzenie wedlug zasirz. 1, znamienne tym, ze za plaszczyzna tarczy (2) umieszczony jest foto¬ detektor, który sklada sie z okulara (11), zwlaszcza ze skosnym lustrem (10) nastawianym za pomoca sruby (8).

6. Unzadzeniie wedlug zastrz. 1 lub 4, znamienne tym, ze zródlo swiatla (5) jest nastawne za pomoca 6 sruby (8), a za tarcza (2) umieszczony jest fotode¬ tektor skladajacy sie z wypuklego zwierciadla (9) skierowujacego strumien swiatla na matówke (6) ze skala.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze ma fotodiode (7), która jest elementem ukladu sygnalizacyjnego. Fio.1 A-A Fiq.£ 8 5 4 Z G !_ 3 ± B-B ¦fi,.7 PL