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Prüfstandsbremse Bekannt sind Bremsdynamometer, bei denen der Bremsenstator
pendelnd in Kugellagern gelagert ist und bei denen die Drehmomente mittels eines
einarmigen, horizontal liegenden Drehmomentenhebeis, an welchem mit Widerstandsdrähten
versehene Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind, gemessen werden, indem eine Kompensationsmeßbrücke
die mechanischen Größen in elektrische Meßwerte umwandelt Durch die Venvendung von
meistens sehr großen Kugellagern zur pendelnden Lagerung des Bremsenstators tritt
eine Beeinflussung der exakten Messung ein; denn da diese Lager nur statische Belastung
erhalten, arbeiten sich die Kugeln in die Außen- und Innenringflächen ein. Speziell
bei Dieselmotoren und Zweitaktern tritt diese Erscheinung nach kurzer Zeit in starkem
Maße auf. Ferner übt die Reibung in den Kugellagern einen. ungünstigen Einfluß insofern
aus, als der Drehmomenthebel bei Entlastung nicht ganz in seine Nullage zurückkehrt
und das Anzeigeinstrument somit nicht richtig anzeigen kann. Außerdem muß der Drehmomentenhebelarm
verhältnismäßig lang sein, weil die Dehnungsmeßstreifen auf ihm angeordnet sind;
letztere können auch nicht justiert und auch nicht vorgespannt werden. Schließlich
ist der Drehmomentenhebelarm, welcher die Dehnungsmeßstreifen trägt, konisch ausgebildet,
so daß der Querschnitt des Dehnungsmeß.streifenträgers nicht gleichmäßig ist, wodurch
die volle Empfindlichkeit nicht ausgenutzt werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfstandsbremse
zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet. Die Lösung wird dabei in der Weise
herbeigeführt, daß ihr Bremsenstator schwimmend gelagert ist und daß an sich bekannte
Dehnungsmeßstreifen in Drehmomentgebern angeordnet sind.
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Vorzugsweise sind je zwei Dehnungsmeßstreifenträger in Reihe miteinander
mechanisch zu einem Paar verbunden und - in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht,
wobei das Ganze den Drehmomentengeber bildet.
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Mit Hilfe von Muttern und Tellerfedern lassen sich die Dehnungsmeßstreifenträger
und damit auch die Meßstreifen selbst vorspannen. Vorzugsweise werden die Dehnungsmeßstreifenträger
durch die Muttern und Tellerfedern so stark vorgespannt, daß ihre Vorspannung höher
als der maximale Wert liegt. Hierdurch werden eine einwandfreie Nullstellung und
gleichzeitig eine einwandfreie Dämpfung der Apparatur gewährleistet.
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Die hydraulische Lagerung besteht aus auf dem Fundamentrahmen angeordneten
Hydraulikzylindern, deren Flüssigkeitspolster oben durch Membranen abgeschlossen
sind, und aus an den Lagerschilden des Bremsenstators angeordneten Bolzen, welche
auf den von den Flüssigkeitspolstern getragenen Membranen ruhen. Dabei sind die
einem Lagerschild zugeordneten Hydraulikzylinder durch Ausgleichsleitungen miteinander
verbunden. Die dämpfende Wirkung dieser Anordnung gewährleistet eine ruhige Anzeige,
weil die durch die Prüflinge hervorgerufenen ErschütteX rungen abgefangen werden.
Diese hydraulische Lagerung wird dadurch möglich, daß die Ausschläge des Bremsenstators
äußert gering und praktisch als weglos anzusprechen sind, wenn beispielsweise zur
Be stimmung des Meßstreifenträgers ~~~ 5. 1O-£§ = L = 5 104 gewählt wird.
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Am Bremsenstator ist oben und unten je ein vertikaler Drehmomenthebel
in Form eines Gabelstückes angeordnet. Dieses umschließt eine in der Mitte eines
die vorgespannten Dehnungsmeßstreifenträger verbindenden Bügels angeordnete Rolle,
so daß der eine Dehnungsmeßstreifen gezogen wird, während auf den anderen Dehnungsmeßstreifen
ein Druck ausgeüht wird.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Prüfstandsbremse schematisch dar, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht, Fig. 2
einen Teilschnitt nach der LinieI-I gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt nach
der Linie Il-II gemäß Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt durch den Drehmomentengeber
und seine Halterung.
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Auf einem Fundamentrahmen 1 sind vier Hydraulikzylinder 2 angeordnet,
welche oben durch von Flüssigkeitspolstern 3 getragene Membranen 4 abgeschlossen
sind. Auf diesen ruht mit seinen beiden
Lagerschilden 5 unter Zwischenschaltung
von Bolzen 6 der Bremsenstator 8 Die Flüssigkeitspolster 3 der einem Lagerschild
5 zugeordneten Hydraulikzylinder2 sind durch je eine usgleichs-Rohrleitung9 miteinander
verbunden. Je zwei Dehnungsmeßstreifen sind auf ihren TrägernlOa und 10b in Buchsen
11 untergebracht, die ihrerseits mit Hilfe von Schraubenbolzen 12 in dem Halter
13 (oben) bzw. in dem Fundamentrahmen 1 (unten) befestigt sind. Die paaflveise angeordneten
Dehnungsmeßstreifen sind mitsamt ihren Trägern 10 a und 10 b mit Hilfe von Muttern
t4 und der Tellerfedern 15 in den Buchsen 11 vorgespannt. Die Dehnungsmeßstreifenträger
10a und 10b sind durch einen Bügel 16 miteinander verbunden, in dessen Mitte eine
Rolle 17 angeordnet ist.
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Diese ist von einem am Bremsenstator 8 befestigten Gabelstück 18 umschlossen
und überträgt je nach der Drehrichtung das Drehmoment des hydraulisch ge lagerten
Bremsenstators 8 auf die Drehmomentgeben Die Anwendungs- und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Prüfstandsbremse ist folgende: Der Rotor wird mit dem Prüfling in an sich be kannter
Weise über die Kupplung 7 verbunden. Vor der Messung wird die ECompensationsmeßbrücke
so abgeglichen, daß das Anzeigeinstrument auf Null steht. Sobald der Prüfling läuft,
wird das Drehmoment in an sich bekannter Weise auf den Bremsenstator 8 übertragen,
welcher mittels der Gabelstücke 18, Rollen 17 und Bügel 16 die Dehnungsmeßstreifen
be und entlastet. Da die Längenänderung der Dehnungsmeßstreifen in der Größenordnung
von 5 104 liegt, so tritt eine sichtbare Winkeländerung des Bremsenstators 8 iiberhaupt
nicht auf. Infolgedessen braucht die Lagerung nicht in eine Drehbewegung zulassenden
Kugel- oder Wälzlagern zu erfolgen, sondern kann auf gegen Erschütterungen weniger
empfindlichen Teilen, vorzugsweise auf einem Hydraulikzylinder, vorgenommen werden.
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Infolge der Vorspannung, welche den Dehnungsmeßstreifenträgern gegeben
wird, ist die Dämpfung sehr groß ebenso wie die Empfindlichkeit des Meßsystems.
Mechanische Waagen werden zwar mit zunehmender Dämpfung unempfindlicher; bei den
erfindungsgemäßen Drehmomentgebern bleibt aber die Empfindlichkeit trotz hoher Dämpfung
erhalten. Die Vorspannung bewirkt ferner, daß der Bremsenstator8 und damit die Anzeige
immer einwandfrei auf Null zurückgehen; infolgedessen ist die Nullage immer konstant.
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Die Umwandlung der mechanischen Meßgrößen in elektrische Meßwerte,
welche an einem Anzeige instrument abgelesen werden können, hat den weiteren Vorteil,
daß man bei gefährlichen Versuchen mit dem Anzeigeinstrument beliebig weit fortgehen
kann;
bei Verwendung mechanischer Meßgeräte wäre in solchen Fällen eine Meßkabine
erforderlich.