DE3504048C2

DE3504048C2 - Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten

Info

Publication number: DE3504048C2
Application number: DE19853504048
Authority: DE
Inventors: Detlef 1000 Berlin Klockow; Gerhard Dr.-Ing. Lechler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE3504048A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil sind Eingangsteil und Ausgangsteil um begrenzte Beträge zueinander drehbar in einer Dehnungsmeßhülse gelagert. An den einander zugewandten Stirnflächen des Eingangs- und Ausgangsteiles angeordnete Schrägflächen transformieren die Drehbewegung in eine Axialbewegung, die die Dehnungsmeßhülse zu längen sucht. Die in die Dehnungsmeßhülse eingeleiteten Axialkräfte werden mittels Dehnungsmeßstreifen erfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE-OS 29 07 819 ist eine Vorrichtung der in Betracht gezogenen Art bekannt, deren Meßteil von einer den Eingangsteil umgebenden Kraftmeßdose gebildet wird, auf die durch in Abhängigkeit von den zu übertragenden Drehmomenten axial verschiebbare Bolzen Druckkräfte ausgeübt werden. Die bekannte Meßvorrichtung vermag insofern nicht voll zu befriedigen, als bei ihr der Aufwand zur Übertragung der Axialverschiebungen zwischen Eingangs- und Ausgangsteil auf den Meßteil vergleichsweise groß ist und der Aufbau und die Lagerung des Meßteiles auf dem Eingangsteil verhältnismäßig kompliziert sind.
Bekannt ist außerdem aus der DE-OS 31 29 115 eine Drehmomentmeßvorrichtung, bei der ein Eingangsteil über einen Torsionsstab mit einem Ausgangsteil verbunden ist und bei der sich in Abhängigkeit von der Torsion des Torsionsstabes die Axiallage eines zusammen mit dem Eingangs- und dem Ausgangsteil rotierenden hülsenförmigen Schiebers ändert, der mit einem Kragen versehen ist, der in den Luftspalt eines einen induktiven Geber bildenden Elektromagneten ragt.
Eine auf Torsion beanspruchte, mit Dehnungsmeßstreifen bestückte Dehnungsmeßhülse weist schließlich eine aus der DE-OS 20 24 422 bekannte Drehmomentmeßeinrichtung auf. Bei dieser Meßeinrichtung rotiert die Meßhülse und zur Meßwertübertragung sind folglich Schleifringe erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß sie eine weitgehend geschlossene kompakte Einheit bildet, deren Meßteil nicht nur eine Meß- sondern darüber hinaus eine Schutzfunktion für Teile der Meßvorrichtung erfüllt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 teilweise im Schnitt die schematisierte Darstellung einer Drehmoment-Meßvorrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 die Abwicklung der zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 angeordneten Wälzkörperführungsbahn.
In Fig. 1 sind mit 1 und 2 allgemein der Eingangsteil und der Ausgangsteil einer mit zwei Wellenstümpfen 3 und 4 versehenen, durch geeignete Kupplungen, z. B. mit zwei Wellenenden verbindbaren, Vorrichtung bezeichnet. Der Eingangsteil 1 stützt sich mittels eines Bundes 5 über ein Wälzlager 6 gegen ein von einem nach innen gerichteten Flansch einer Dehnungsmeßhülse 7 gebildetes Widerlager 8 ab, während zur Abstützung des Ausgangsteiles 2 in der Dehnungsmeßhülse 7 ein Widerlager 9 dient, das von einem in die Dehnungsmeßhülse 7 eingeschraubten Druckring gebildet wird, gegen den sich über ein Wälzlager 10 ein Bund 11 des Ausgangsteiles 2 abstützt. Die Dehnungsmeßhülse 7 ist an ihrer Außenseite mit Dehnungsmeßstreifen 12 versehen, die einer Längenänderung der Dehnungsmeßhülse 7 proportionale Signale liefern. Zum Schutz der Dehnungsmeßstreifen 12 und der mit ihnen verbundenen Leitungen 13 dient ein durch eine Schweißnaht 14 mit der Dehnungsmeßhülse 7 verbundener Schutzmantel 15, an den sich ein Schutzrohr 16 anschließt.
In eine Bohrung 17 des Ausgangsteiles 2 ragt ein Zapfen 18 des Eingangsteiles 1. Die einander zugewandten, die Bohrung 17 bzw. den Zapfen 18 umschließenden Stirnflächen 19 und 20 des Eingangsteiles 1 und des Ausgangsteiles 2 sind mit wellenförmigen Führungsbahnen 21 und 22 für als Kugeln ausgebildete Wälzkörpern 23 versehen. Aufgrund der Schrägflächen 24 bis 31 bildenden Führungsbahnabschnitte (vgl. Fig. 3) löst eine vom zwischen dem Eingangsteil 1 und dem Ausgangsteil 2 übertragenes Drehmoment abhängige relative Drehbewegung zwischen dem Eingangsteil 1 und dem Ausgangsteil 2 eine Axialbewegung zwischen den beiden Teilen 1 und 2 aus, die zu einer meßbaren Dehnung der Dehnungsmeßhülse 7 führt. Die auftretenden Axialverschiebungen zwischen Eingangsteil 1 und Ausgangsteil 2 sind zwar sehr gering, sie lassen sich aber gleichwohl mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen 12 gut erfassen. Aufgrund der wellenförmigen Ausbildung der Führungsbahnen 21 und 22 können die auftretenden Drehmomente unabhängig von der Drehrichtung ermittelt werden. Die Schräge der Führungsbahnabschnitte wird den jeweiligen Anwendungsfällen entsprechend festgelegt.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten mit einem zur Drehmomenteinleitung dienenden Eingangsteil und einem zur Drehmomentableitung dienenden Ausgangsteil, bei der der Eingangsteil und der Ausgangsteil sich in Axialrichtung unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern über mindestens eine Schrägfläche gegeneinander abstützen, die im Falle einer begrenzten Drehung des Eingangsteiles gegenüber dem Ausgangsteil diesen in Axialrichtung vom Eingangsteil zu entfernen sucht, wobei der Eingangsteil und der Ausgangsteil frei drehbar gegenüber einem ruhenden, mit elektronischen Gebern ausgestatteten Meßteil gelagert sind, der mit der Axialverschiebung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil entgegenwirkenden Widerlagern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßteil von einer Dehnungsmeßhülse (8) gebildet wird, die mit Widerlagern (8, 9) für von ihr umschlossene, unter Drehmomenteinwirkung auseinander spreizbare Flansche des Eingangsteiles (1) und des Ausgangsteiles (2) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (8, 9) von einem nach innen gerichteten Flansch der Dehnungsmeßhülse (7) und einem in diese einschraubbaren Druckring gebildet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsteil (1) einen Zapfen (18) aufweist, der in einer Bohrung (17) des Ausgangsteiles (2) geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßhülse (7) zwischen den Widerlagern (8, 9) mit Dehnungsmeßstreifen (12) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßhülse (7) mit einem die Dehnungsmeßstreifen (12) abdeckenden Schutzmantel (15) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsteil (1) und der Ausgangsteil (2) sich über einen Wälzkörperring mit einer wellenförmigen Führungsbahn (21, 22) gegeneinander abstützen.