DE1075865B

DE1075865B - Test bench brake

Info

Publication number: DE1075865B
Application number: DENDAT1075865D
Authority: DE
Inventors: Diesfeld Kiel und Heinz Bielfeld Eckernforde Franz
Original assignee: J P Sauer &. Sohn GmbH Eckernforde
Publication date: 1960-02-18

Description

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.Test bench brakes Are known brake dynamometers in which the brake stator is mounted oscillating in ball bearings and in which the torques by means of a one-armed, horizontally lying torque jack, on which with resistance wires provided strain gauges are arranged to be measured by a compensation measuring bridge converts the mechanical quantities into electrical measured values by using usually very large ball bearings for the oscillating mounting of the brake stator occurs influencing the exact measurement; because since these bearings only have static load received, the balls work into the outer and inner ring surfaces. Special in diesel engines and two-stroke engines, this phenomenon becomes more pronounced after a short time Dimensions on. Furthermore, the friction in the ball bearings exerts a. unfavorable influence to that extent when the torque lever does not fully return to its zero position when the load is removed and the display instrument can therefore not display correctly. In addition, the torque lever arm be relatively long because the strain gauges are placed on it; the latter cannot be adjusted and also cannot be pretensioned. In the end the torque lever arm, which carries the strain gauges, is conical, so that the cross-section of the Dehnungsmeß.streifenträgers is not uniform, whereby the full sensitivity cannot be used.

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. The invention is therefore based on the object of a test bench brake to create which avoids these disadvantages. The solution will be in that way brought about that their brake stator is floating and that known per se Strain gauges are arranged in torque transducers.

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. Preferably there are two strain gauge carriers in series with one another mechanically connected to a pair and - housed in a common housing, the whole forming the torque transducer.

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. With the help of nuts and disc springs, the strain gauge carriers and thus also pretension the measuring strips themselves. Preferably the strain gauge supports are used so strongly preloaded by the nuts and disc springs that their preload is higher than the maximum value. This ensures a perfect zero position and at the same time, perfect damping of the apparatus is guaranteed.

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. The hydraulic bearing consists of a structure arranged on the foundation frame Hydraulic cylinders, the liquid cushion of which is closed off at the top by membranes are, and arranged on the end shields of the brake stator bolts, which rest on the membranes carried by the fluid cushions. There are those a hydraulic cylinder assigned to an end shield with one another by means of compensating lines tied together. The dampening effect of this arrangement ensures a steady display, because the shocks caused by the test objects are absorbed. This hydraulic mounting is possible because the deflections of the brake stator extremely low and practically are to be addressed as pathless, for example when to Determination of the measuring strip carrier ~~~ 5. 1O- £ § = L = 5 104 is selected.

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. There is a vertical torque lever at the top and bottom of the brake stator arranged in the form of a fork piece. This encloses one in the middle of one the pretensioned strain gauge carriers connecting the bracket arranged roller, so that one strain gauge is pulled while on the other strain gauge a pressure is applied.

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. The drawing represents an embodiment of the invention The test stand brake is shown schematically, namely FIG. 1 shows a plan view, FIG. 2 a partial section along the line I-I according to FIG. 1, FIG. 3 a partial section the line II-II according to FIG. 1 and FIG. 4 shows a section through the torque transmitter and its bracket.

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. Four hydraulic cylinders 2 are arranged on a foundation frame 1, which is closed at the top by membranes 4 carried by liquid cushions 3 are. On this rests with his two End shields 5 with the interposition of bolt 6 of the brake stator 8 The fluid cushion 3 of a bearing plate 5 associated hydraulic cylinders2 are each connected by an equalizing pipe9 tied together. Two strain gauges each are in sockets on their carriers 10a and 10b 11 housed, which in turn with the help of screw bolts 12 in the holder 13 (above) or in the foundation frame 1 (below). The arranged in pairs Strain gauges are together with their carriers 10 a and 10 b with the help of nuts t4 and the disc springs 15 are prestressed in the sockets 11. The strain gauge carriers 10a and 10b are connected to one another by a bracket 16, in the middle of which a Roller 17 is arranged.

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.This is enclosed by a fork piece 18 attached to the brake stator 8 and, depending on the direction of rotation, transmits the torque of the hydraulically stored ge Brake stator 8 on the torque output The application and mode of action of the invention The test bench brake is as follows: The rotor and the test object become more familiar Way connected via the coupling 7. Before the measurement, the e-compensation measuring bridge adjusted so that the display instrument is at zero. As soon as the test item is running, the torque is transmitted to the brake stator 8 in a manner known per se, which by means of the fork pieces 18, rollers 17 and bracket 16, the strain gauges load and relieve. Since the change in length of the strain gauges is in the order of magnitude of 5,104, a visible change in the angle of the brake stator 8 occurs at all not on. As a result, the storage does not need to allow a rotary movement Ball or roller bearings to be made, but can be less on against vibrations sensitive parts, preferably on a hydraulic cylinder.

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. As a result of the bias given to the strain gauge carriers becomes, the attenuation is very great, as is the sensitivity of the measuring system. Mechanical scales become less sensitive with increasing damping; both Torque transducers according to the invention, however, remain sensitive despite high damping obtain. The bias also causes the brake stator8 and thus the display always go back perfectly to zero; as a result, the zero position is always constant.

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. The conversion of the mechanical measured quantities into electrical measured values, which can be read on a display instrument has the further advantage of that you can go as far as you want in dangerous experiments with the indicating instrument can; when using mechanical measuring devices, a measuring cabin would be used in such cases necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Test bench brake, in which to measure the Tighten the torques in a compensation measuring bridge are arranged on which the brake stator in an expanding or shortening sense acts, whereby the mechanical quantities are converted into electrical measured values, characterized in that its brake stator is hydraulically mounted and that on known strain gauges are arranged in torque transducers.

2. Test stand brake according to claim 1, characterized in that two strain gauge carriers in a row are mechanically connected to form a pair and are housed in a common housing.

3. test stand brake according to claims 1 and 2, characterized in that that the strain gauge carrier (10 a> 10 b? by nuts (14) and disc springs (15) are biased in such a way that their bias is higher than the maximum to be measured Is worth.

4. test stand brake according to claim 1, characterized in that the hydraulic mounting from hydraulic cylinders arranged on the foundation frame (1) (2), the liquid cushions (3) of which are closed at the top by membranes (4), and from bolts (6) arranged on the end shields (5) of the brake stator (8) consists, which on the membrane (4) carried by the liquid cushions (3) rest, the hydraulic cylinder (2) assigned to a bearing plate (5) through Compensating lines (9) are connected to one another.

5. test stand brake according to claims 1 and 4, characterized in that that on the brake stator (8) above and below each a vertical torque lever in the form a fork piece (18) is arranged, which one in the middle of one of the two in sockets (11), which with the help of screw bolts (12) in a holder (13) with arrangement in the upper part or in the foundation frame (1! with arrangement in the lower Part are attached, housed and with the help of nuts (14) and disc springs (15) pairs of pre-tensioned strain gauge carriers (Los, 10 b) connecting Clamp (16) arranged roller (17) encloses.

Documents considered: French patent specification No. 993 088.