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Bremsdynamometer Es sind Bremsdvnamometer bekannt, deren Prinzip darauf
beruht, daß die Antriebsmaschine mit Hilfe eines Seiles od. dgl. abgebremst wird.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß ein relativ großer Unterschied zwischen
der Reibung der Ruhe und der Reihung der Bewegung vorhanden ist, der die -Genauigkeit
der Messung ungünstig beeinflußt.
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Es ist weiterhin ein Bremsdynamometer bekannt, bei dem zur Erzielung
einer selbsttätigen Einstellung des Belastungsmomentes der Abtriebsteil einer Kupplung
so ausgebildet ist, daß es an einer Stelle mit einem Gewicht belastet werden kann,
das ein mechanisches Drehmoment ausübt und an dieser oder einer anderen Stelle ein
Organ führen kann, das bei der Bewegung des Abtriebsteiles das Kupplungsmedium derart
beeinflußt, daß dem durch Gewichtsbelastung yorgegebenen mechanischen Drehmoment
das Gleichgewicht gehalten wird.
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Dieses bekannte Dynamometer arbeitet mit einer Flüssigkeit als Kupplungsmedium.
Es sind daher eine Pumpe sowie ein weitverzweigtes Leitungssystem mit einer großen
Anzahl von Ventilen erforderlich, die Fehlerquellen darstellen. Auch bei diesem
Bremsdynamometer, bei dem zufolge der Bewegung des Abtriebsteiles über ein kompliziertes
Hebelsystem die Flüssigkeitsmenge geändert wird, ist die Genauigkeit der Messung
in Frage gestellt.
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Bei dem Bremsdynamometer gemäß der Erfindung treten die vorstehend
genannten Nachteile nicht auf.
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Erfindungsgemäß ist das Bremsdynamometer so ausgebildet, daß zur Kraftübertragung
eine Magnetpulverkupplung vorgesehen ist, deren Erregerstrom unmittelbar durch ein
mit dem Abtriebsteil verbundenes Organ geregelt wird.
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Insbesondere wird durch die lineare Abhängigkeit zwischen Erregerstrom
und Bremsmoment eine große Äleßgenauigkeit erzielt. Pumpe, Ventile und Leitungssysteme
werden überflüssig, und damit wird das Bremsdynamometer gemäß der Erfindung einfach
und fehlerfrei.
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1agnetpulveflcupplungen sind an sich bekannt. Die bekannte Magnetpulverkupplung
legt es jedoch nicht nahe, an dem Abtriebsteil ein Organ anzubringen, das bei seiner
Bewegung unmittelbar den Erregerstrom ändert.
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Die Magnetpulverkupplung ist für die vorliegende Aufgabe gut geeignet,
da bei ihr der Unterschied zwischen der Reibung der Ruhe und der Reibung der Bewegung
sehr gering ist.
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Zweckmäßigerweise wird man den Außerfteil- der-Kupplung, der normalerweise
Zylinderform hat, so ausbilden, daß er an einer Stelle einen waagerechten Arm besitzt,
an dem ein Gewicht aufgehängt werden kann. und daß an einer hierzu diametral liegenden
Stelle
ebenfalls ein Arm angebracht ist, der das Organ zur Beeinflussung des Erregerkreises
führt oder betätigt. Als Organ zur Betätigung des Erregerkreises kann ein Schleifer
vorgesehen sein, der bei seinem Gleiten auf einem Ohmschen Widerstand den Erregerstrom
vergrößert oder verkleinert.
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Es genügt zum Betrieb der Meßeinrichtung, daß der Kupplungsaußenteil
nur eine kleine Rotationsbewegung (Bewegung um einen kleinen Winkel) ausführt. Man
kann deshalb, zweckmäßigerweise seitlich von dem Arm, der das Belastungsgewicht
trägt, Anschläge anbringen, die die Bewegung des Kupplungsaußenteils begrenzen.
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Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine vollständige Einrichtung zur Bestimmung des Drehmomentes
rotierender Wellen; Fig. 2 gibt eine schaltungstechnische Einzelheit wieder.
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In Fig. 1 sitzt auf der Welle 1 eines nicht dargestellten Motors
erfindungsgemäß die Magnetpulverkupplung 2 mit dem angetriebenen Teil (dem Innenteil)
3 und dem Abtriebsteil (Außenteil) 4. Zwischen den Teilen 3 und 4 befindet sich
das Magnetpulver 5, das das Drehmoment von Teil 3 auf Teil 4 überträgt.
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Der Innenteil 3 wird von der Welle 1 in Pfeilrichtung angetrieben.
Der Außenteil 4 ist als Waagebalken ausgebildet mit zwei Armen 6 und 7. An dem Arm
6 hängt das Belastungsgewicht G, das sich im Abstand a von der Mitte der Welle 1
befindet und daher in bezug auf den Kupplungsaußenteil ein Drehmoment von der Grie
M = G a ausübt.
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- 1800 versetzt zu dem Arm 6 befindet sich am Kupp-4ungsaußenteil
der Arm 7, der mit einem Schleifer 8 ausgerüstet ist. Der Schleifer gleitet auf
dem Potentiometer g, das in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 10 in einem
Gleichstromkreis liegt. Der Schleifer 8 greift die Spannung für die Erregerwicklung
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der Magnetpulverkupplung 2 ab~. Im Erregerkreis liegt das Meßinstrument 12.
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Bei der Messung braucht der Kupplungsaußenteil nur eine Rotationsbewegung
um einen kleinen Winkel auszuführen, so daß man zu beiden Seiten eines Armes, z.
B. auf beiden Seiten des Armes 6, einen Anschlag 13 -und 14 anbringen kann. Mit
Rücksicht áúf dieses kleine Bewegungsspiel des Kupplungsaußenteiles wird man der
Erregerwicklung 11 den Strom über flexible Leitungen zuführen.
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Mit Hilfe des Widerstandes 10 in dem Gleichstromkreis wird das magnetisch
aufzubringende Drehmoment der Magnetpulverkupplung 2 eingestellt.
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Dieses Moment wird durch Verstellen des Potentiometers 9 in geringem
Maße korrigiert. Da das magnetische Drehmoment von dem Erregerstrom abhängt, kann
es durch das Instrument 12 im Erregerkreis überwacht werden; das magnetische Drehmoment
hat bei Gleichgewicht den gleichen Betrag wie das von dem Gewicht G mechanisch erzeugte
Drehmoment. Es ist also M1 G a, wobei Mk das Drehmoment der Magnetpulverkupplung
ist. Im gezeichneten Betriebszustand steht der Schleifer 8 horizontal, und zwar
in der Mitte des Potentiometers 9. Der Arm 6 steht in der Mitte zwischen den Anschlägen
13 und 14.
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Sobald der Antriebsmotor läuft, dreht sich der mit ihr fest verbundeneKupplungsteil
3 im Uhrzeigersimi und versucht, bei erregter Kupplung 2 den äußeren Teil 4 entgegen
der Wirkung des Gewichtes G im Uhrzeigersinne mitzunehmen. Wenn das durch die Widerstände9
und 10 eingestellte magnetische Moment größer ist als das mechanische Moment 0 dann
bewegt sich der Außenteil 4 der Kupplung im Uhrzeigersinne. Dabei gleitet der Schleifer
8 auf dem Potentiometer 9 im Sinne einer Verkleinerung des magnetisierenden Stromes.
Dadurch wird das magnetische Drehmoment verkleinert, und zwar so lange, bis zwischen
beiden an dem Kupplungsaußenteil 4 angreifenden Drehmomenten wieder Gleichgewicht
herrscht. Ist das mechanische Drehmoment G a größer als das magnetische Moment,
so geht der Vorgang im umgekehrten Sinne vor sich.
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Bei irgendwelchen Änderungen im Gleichgewichtszustand erfolgt eine
Bewegung des Schleifers 8 auf dem Potentiometer 9 und damit eine solche Änderung
des magnetischen Drehmomentes, daß der Gleichgewichtszustand sich wieder einstellt.
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Die Eichung des Meßinstrumentes 12 kann in einfacher Weise durch
Vergleichen mit dem mechanischen Drehmoment erfolgen. Die erfindungsgemäß ausgebildete
Meßeinrichtung ermöglicht es sogar, Drehmomentschwankungen während einer Umdrehung
zu überwachen, z. B. um die ausgleichende Wirkung eines Schwungrades zu überprüfen.
Hierzu wird der Magnetisierungsstrom z. B. durch einen Schleifenoszillographen aufgezeichnet.
Selbstverständlich werden in diesem Falle die mechanische Trägheit des Kupplungsaußenteiles
und die mechanische Trägheit des Erregerfeldes sehr klein gehalten. Durch die Verwendung
eines besonders leichten Kupplungsaußenteiles, z. B. in Becherform, kann man dieser
Forderung in mechanischer Hinsicht Rechnung tragen.
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Da die Kupplung die gesamte zugeführte Leistung in Reibungsenergie
umsetzt, muß die Kupplung gut gekühlt werden. Dies kann beispielsweise durch einen
axial angebauten Lüfter erfolgen. Als Kühlmedium wird Luft verwendet.
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Eine besonders feinfühlige Auslegung der Regeleinrichtung für den
Magnetisierungsstrom ist auch dadurch möglich, daß die Einstellung des Magnetisierungsstromes
induktiv beeinflußt wird. Man verwendet hierzu z. B. eine Eisendrossel 15 mit Luftspalt
16, die in Fig. 2 dargestellt ist. Die Induktivität der Drossel wird durch die Bewegung
des Fühlers 17 geändert und damit auch der Erregerstrom, der über Gleichrichter
der- Kupplung zugeführt wird. Die Eisendrossel 15 ersetzt das Potentiometer 9 in
Fig. 1. Eine solche Regeleinrichtung hat den Vorteil, daß keine Reibungsfehler in
die Messung eingehen.
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PATNTANSPCE: 1. Bremsdynamometer, dessen Abtriebsteil zur Erzielung
einer selbsttätigen Regelung des Belastungsmomentes an einer Stelle mit einem Gewicht
belastet ist, das in bezug auf den Abtriebsteil der Kupplung ein mechanisches Drehmoment
ausübt und an dieser oder einer anderen Stelle mit einem Organ verbunden ist, das
bei der Bewegung des Abtriebsteiles das Kupplungsmedium derart beeinflußt. daß dem
durch Gewichtsbelastung vorgegebenen mechanischen Drehmoment das Gleichgewicht gehalten
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kraftübertragung eine Magnetpulverkupplung
(2) vorgesehen ist, deren Erregerstrom unmittelbar durch ein mit dem Abtriebsteil
(4) verbundenes Organ (8) geregelt wird.