DE3104092A1

DE3104092A1 - Drehmomentmesseinrichtung

Info

Publication number: DE3104092A1
Application number: DE19813104092
Authority: DE
Inventors: Karl H. Ing.(grad.) 7300 Esslingen Kessler
Original assignee: Individual
Current assignee: KESSLER, KARL, 73669 LICHTENWALD, DE
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE3104092C2

Description

Drehmomentmeßeinnchtung r)ie Erfindung bezieht sich auf eine Drchriornentrneßeinrichtung, die eine drehbar in einem Aufnahmegehäuse angeordnete, als Meßwertübertrager ausgebildete Welle, ein Meßsystem zur Drehmomenterfassung, ein Übertragungssystem für die Stromversorgung sowie eine Meßwelle enthält, welche mit der Hohlwelle kraftschlüssig und verdrehfest vereinigt ist Bei den bekannten Drehmomentmeßeinrichtungen dieser Art sind die einzelnen Bauteile, insbesondere aber der Meßwertvibertrager und die Meßwelle als meßbestimmendes Bauteil, untrennbar miteinander verbunden Dies hat zur Folge, daß eine Anpassung der Drehmomenteinrichtung an verschiedene Meßbereiche umständlich und kostspielig wird, weil die diesbezüglich relevanten Teile als komplette Einheit ausgewechselt und durch eine für den gewünschten anderen Meßbereich ausgelegte Einheit ersetzt werden müssen. Entsprechende Schweirigkeiten ergeben sich auch dann, wenn die Meßwelle beispielsweise wegen einer Beschädigung durch eine neue ersetzt werden muß.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Unzulänglichkeiten auszumerzen und eine Drehmomentmeßeinrichtung zu schaffen, deren Meßbereichsumfang mit einem Geringstmaß an Aufwand sowie rasch und zuverlässig variiert werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßwelle fliegend und lösbar mit der Welle vereinigt und mit Steckkontakten versehen ist, denen in der Welle angebrachte Aufnahmekontakte zugeordnet sind.
Mit dieser Maßnahme ist erreicht, daß die Meßwelle leicht ausgewechselt und durch eine hinsichtlich des Meßbereichs, oder entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung anders dimensionierte, oder gegebenenfalls durch eine unbeschädigte Meßwelle gleicher Dimension ersetzt werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, das Aufnahmegehäuse, die Welle einschließlich deren Lagerung im Aufnahmegehäuse, das Meßsystem zur Meßwerterfassung und das Übertragungssystem für die Stromversorgung als separate, von der Meßwelle grundsätzlich unabhängige Baueinheit auszubilden und die Welle mit einel Aufnahme für die Meßwellen zu versehen, welche unabhängig von ihrer meßbereichbedingten Dimension, oder ihrer Ausgestaltung, stets mit einem in die Aufnahme der Welle passenden Einsatzteil versehen sind.
Ein Pusführungsbeispiel der Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert.
Die teilweise im Längsschnitt dargestellte Drehmomentmeßeinrichtung besteht aus einem Aufnahmegehäuse 1, in dem die den Meßwertübertrager verkörpernde Welle 2 als Hohlwelle ausgebildet ist, mittels zweier Kugellager 3,4 drehbar gelagert ist Die Hohlwelle 2 enthält eine als konische Ausdrehung ausgebildete Aufnahme 5 für eine Meßwelle 6, die als Torsionswelle ausgebildet ist und einen Konus 7 aufweist, der formschlüssig in die Aufnahme 5 paßt. der Konus 7 ist bei den jeweiligen Meßwellen unabhängig von deren Meßbereichsauslegung stets gleich ausgebildet. Die Meßwelle 6 ist mit Steckkontakten 8 versehen, denen im Zentrum der Hohlwelle 2 angebrachte Aufnahmekontakte 9 zugeordnet sind. Die Befestigung der in die Hohlwelle 2 eingesetzten Meßwelle 6 erfolgt mittels eines Flansches 10.
Die auf diese Weise fliegend gelagerte Meßwelle kann einfach und rasch ausgewechselt und durch eine für einen anderen Meßbereich oder eine andere Meßaufgabe ausgelegte oder im Beschädigungsfall durch eine neue Meßwelle gleichen Meßbereichs ersetzt werden, indem der Flansch 10 abgeschraubt und die Meßwelle in Pfeilrichtung herausgezogen wird, wobei die durch die Aufnahmekontakte 9 und die Steckkontakte 8 gebildete Steckvorrichtung entkuppelt werden Die Meßwelle 6 ist beim Ausführungsbeispiel im Bereich ihrer Einschnürung 6 mit Dehnungsmeßstreifen 11 versehen und von einem Schutzgehäuse 12 umgeben. An ihrem freien Ende enthält die Meßwelle ein Anschlußstück 13, z.B. in Form eines Flansches, das bzw. der zum Ankuppeln des betreffenden Meßobjektes dient.
Im Bereich ihres der Meßwelle abgewandten Endes weist die Hohlwelle 2 ein Aufnahmeteil 14 für eine Kupplung, eine Riemenscheibe oder dergl. Bauelement auf.
Das Meßsystem 15 zur Erfassung des Drehmoments ist in der Hohlwelle 2 unter gebracht.
Dieses Meßsystem 15 umfaßt in ansich bekannter Weise einen Verstärker, einen Signalumformer, ein Netzteil mit Gleichrichter, Stabilisierungs- und Kalibrierungs schaltung. Das Meßsystem 15 ist über die Verbindungsleitung 16 mit der auf der Hohlwelle 2 angebrachten rotierenden Wicklung 17 eines Transformators verbunden, dessen Sekundärwicklung 17'fest im Aufnahmegehäuse 1 angeordnet ist Die Primärwicklung 18'des Transformators für die Stromversorgung ist ebenfalls fest im Aufnahmegehäuse 1 installiert, die Sekundärwicklung 18 befindet sich auf der rotierenden Hohlwelle 2. Die Stromzuführungsleitung zum Netzteil des Meßsystems 15 ist mit 19 bezeichnet.
Das Aufnahmegehäuse 1, die Hohlwelle 2 einschließlich deren Lagerung 3,4, das Meßsystem 15 zur Meßwerterfassung und das Übertragungssystem 18,18'bilden eine von der Meßwelle 6 unabhängige Baueinheit, in welche wahlweise die verschiedenen, entsprechend dem jeweiligen Meßbereich dimensionierten Meßwellen einsetzbar sind.
Da die erfindungsgemäße Drehmomentmeßeinrichtung nur wenige Bauteile erforderlich macht (Lager, Meßwertübertragungssystem, Verstärker) und die Meßwelle keine kostspieligen Installationen benötigt (Verstärker- und Übertragungselemente), wird der Vorteil der beliebigen Dimensionierung und leichten Auswechselbarkeit der Meßwellen durch denjenigen einer preiswerten Herstellung ergänzt Bei einer entsprechenden Drehmomentbelastung zwischen dem auf dem Anschlußstück 13 der Meßwelle angebrachten Meßobjekt und beispielsweise einer auf der Hohlwelle 2 im Bereich ihres Aufnahmeteils 14 wirkenden Bremse oder dgl. tritt eine Relativverdrehung zwischen der Meßwelle 6 und der Hohlwelle 2 ein, die in ansich bekannter Weise mittels der beschriebenen Anordnung ausgewertet wird.
Die Aufnahmekontakte 9 sind über die leitenden Verbindungen 20 an das Meßsystem 15 angeschlossen.
Die auswchselbare Meßwelle 6 kann durch entsprechende Applikationen auch zur Messung anderer, vom Drehmoment abweichenden Kräften oder Größen gestaltet werden.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n 5 p r 1 C e -1.) Drehmomentmeßeinrichtung, bestehend aus einer drehbar im Aufnahmegehäuse angeordneten, als Meßwer tübert rager ausgebildeten Weile, einem Meßsystem zur Drehmomenterfassung und einem Übertragungssystem für die Stromversorgsorgung sowie aus einer mit der Welle kraftschlüssig und verdrehsicher verbundenen Meßwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) fliegend und lösbar mit der Welle (2) vereinigt und mit Steckkontakten (8) versehen ist, denen in der Welle (2) angebrachte Aufnahmekontakte (9) zugeordnet sind.

2.) Drehmomentmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegehäuse (1), die Welle (2) einschließlich deren Lagerung (3, 4), das Meßsystem (15) zur Drehmomenterfassung und das Übertragungssystem (18,18 für die Stromversorgung eine separate, von der Meßwelle (6) unabhängige Baueinheit verkörpern, die mit einer in der Welle (2) vorgesehenen Aufnahme (5) für die verschiedenen, entsprechend dem jeweiligen Meßbereich dimensionierten Meßwellen versehen ist 3.) Drehmomentmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) als Torsionswelle ausgebildet, mit Dehnungsmeßstreifen (11) versehen und mittels eines Flansches (10) mechanisch fest mit der Welle (2) verbunden ist.

4.) Drehmomentmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckkontakte (8) der Meßwelle (6) konzentrisch zur Meßwellenachse liegen und die Aufnahmekontakte (9) für die Steckkontakte (8) im Zentrum der Welle (2) angebracht sind.

5.) Drehmomentmeßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Welle (2) vorgesehene Aufnahme (5) für die Meßwellen als konische Ausnehmung ausgebildet ist und die Meßwelle(n) mit einem Konus (7) versehen ist (sind), der in die Ausnehmung formschlüssig paßt 6.) Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem (15) zur Drehmomenterfassung in der Welle (2) untergebracht oder auf dieser angeordnet ist.

7.) Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) beidseitig aus dem Aufnahmegehäuse (1) herausragt und an ihrem der Meßwelle (6) abgewandten Ende als Aufnahmeteil (14) für eine Kupplung oder dgl. Teil ausgebildet ist.

8.) Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwelle (6) von einem Gehäuse (12) umgeben ist und einen Flansch (13) zum Ankuppeln des Meßobjektes aufweist.

9.) Drehmomentmeßeinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßwertübertrager verkörpernde Welle (2) als Hohlwelle ausgebildet ist