DE7528094U - Dynamometer - Google Patents

Description

DIPL-ING. HORST ROSE * ·' O\ PL·- IN'G. PETEft KOSEL

PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandersheim, 4. September 1975 Postfach 129 Hohenhöfen S Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim

Unsere Akten-Nr.

2837/1

Societe Internationale de MeOanique Industrielle S.A, Eintragungsgesuch vom 4«> September 1975

Societe Internationale de MeOanj.cue Industrielle S,A,

37, rue Notre-Dame C Luxemburg/Luxemburg

Dynamometer

Die Erfindxmg betrifft ein Dynamometer mit einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen bzw. Messen einer Zugkraft.

Die bekannten Dynamometer haben u.a. einen komplizierten Aufbau, Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird deshalb darin gesehen, Nachteile der bekannten Dynamometer zu vermeiden.

r Erreicht wird dies durch die im Anspruch 1 angegebenen

Maßnahmen. Man erhält so ein einfaches, preiswertes und robustes Gerät mit guter Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Meßwerte, bei dem die Meßfeder sicher gehaltert ist und leicht in der gewünschten Lage ins Gehäuse eingesetzt werden kann.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt

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Fig, 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dynamometers,

Fig. 2 eine zweite Seitenansicht des Dynamometers nach Fig. 1,

Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab dargestellten Schnitt, gesehen längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fng. 4 eine Draufsicht auf eine erste Einzelheit der Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht von unten auf die Einzelheit nach Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt, gesehen längs der Linie VI-VI der Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine zweite Einzelheit des Dynamometers nach Fig. 3, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 8 einen Schnitt, gesehen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht von unten auf eine dritte Einzelheit eines Dynamometers nach Fig. 3,

Fig. 10 einen Schnitt, gesehen längs der Linie X-X der Fig. 9,

Fig, 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer vierten Einzelheit des Dynamometers nach Fig. 3, in vergrößertem Maßstab,

Pig. 12 eine Seitenansicht eitler fünften Einzelheit des Dynamometers nach Fig. 3> und

Fig. 13 eine Draufsicht von oben auf die Feder gemäß Fig. 12.

Wie Fig. 3 zeigt, weist das dargestellte Dynamometer ein becherförmiges Gehäuse 1 (z.B. Zinkdruckguß o.dgl,) auf, in welchem eine Seilscheibe 3 für ein als Seil bzw. Kabel ausgebildetes Zugglied 4 entgegen der Kraft von Federmitteln 2 drehbar angeordnet ist. Wie Fig. 2 zeigt, ist das freie j

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Ende des Zugglieds 4 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt, damit eine Kraft hierauf wirken kann. Die Seilscheibe 3 ist auf eine Welle 5 aufgepreßt und dadurch drehfest mit dieser verbunden. Ein Ende der Welle 5 ist in einem axialen Fortsatz 6 des Gehäuses 1 drehbar gelagert, und das andere Ende in einer axialen Nabe 7 eines im Gehäuse 1 befestigten plattenartigen Glieds 8. Auf seiner Vorderseite (inPig. 3 der oberen Seite) ist das Gehäuse 1 durch eine durchsichtige Vorderwand 9 verschlossen, welche mittels eines Metallrahmens 10 am Gehäuse 1 befestigt ist und zusammen mit dem plattenartigen Glied 8 eine zylindrische Kammer definiert, in der ein Zeiger 11 angeordnet ist, der reibungsschlüssig mit der Welle 5 verbunden ist und sich deshalb im Betrieb mit dieser dreht und ihre Winkelstellung direkt anzeigt.

Wie insbesondere die Pig. 4 bis 6 zeigen, hat das Gehäuse 1 eine Rückwand 12, von der aus sich ein mit einem Außengewinde versehener rohrartiger Portsatz 13 nach außen wegerstreckt und auf der ein Befestigungsbügel 15 mittels einer Mutter 14 befestigt ist (vgl. Pig. 1 und 2), um so eine Befestigung an einem (nicht dargestellten) Trageglied zu ermöglichen.

Gleichachsig mit dem Portsatz 13 ist eine Nabe 6 angeordnet, welche sich axial von der Rückwand 12 in Richtung zur Öffnung des Gehäuses 1 erstreckt und welche an ihrem Umfang mit radialen Pührungs- und Versteifungsrippen 16 versehen ist.

Das Gehäuse 1 weist ferner im wesentlichen zylindrische Seitenwandabschnitte 17, 18 und 19 auf, die etwa gleichachsig zueinander sind, wobei der Wandabschnitt 17, der am nächsten beim Boden 12 liegt, den kleinsten Durchmesser und der Wandabschnitt 19, der am weitesten vom Boden 12 entfernt liegt, den größten Durchmesser hat. Den stufenartigen Übergang von dem Wandabschnitt 17 zum Abschnitt 18 bildet ein flacher ringförmiger Wandabschnitt 20, und den stufenartigen Übergang von 18 zu 19 bildet ein flacher, ringförmiger Wandab-

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schnitt 21, Ferner ist am freien Ende von 19 ein nach außen
kragender Ringflansch 22 vorgesehen. Die Wandabschnitte 17
und 18 erstrecken sich nicht über einen vollen Unifangswinkel
von 360 , sondern sind an einem Vorsprung 23 unterbrochen,
der wie dargestellt die Form eines zylindrischen Sektors hat
und durch die Seitenwand des Gehäuses 1 gebildet wird. Die
Außehseite dieses Vorsprungs 23 ist koaxial zu und fluchtet
mit der Außenseite des Abschnitts 19» Im Vorsprung 23 ist
seitlich eine Öffnung 24 als Durchlaß für das Zugglied 4
vorgesehen, und innen sind (vgl, Fig. 4) drei radiale Fortsätze 25 vorgesehen, welche jeweils einen rückwärtigen Abschnitt aufweisen, der mit der Wand 12 verbunden ist und der
sich radial bis zu einem Abstand von der Längsachse des Gehäuses 1 erstreckt, welcher Abstand gleich dem Radius der j

ι Innenseite des Wandabschnitts 17 ist, und welche jev.-eils einen'

Vorderabschnitt aufweisen, der starr mit dem zugeordneten [ rückwärtigen Abschnitt verbunden ist und sich bis zu einem
Abstand von der Längsachse des Gehäuses 1 erstreckt, der

gleich dem Radius der Innenseite des Wandabschnitts 18 ist. j

Die Fortsätze 25 definieren zusammen mit den Seitenwänden j

des Vorsprungs 23 vier Radialnuten 26, die gleichmäßig über j

den Bogenwinkel verteilt sind, der vom Vorsprung 23 aufge- ;

spannt wird. !

Das plattenartige Glied 8 liegt auf der ringförmigen > Wand 21 auf und weist - vgl, Fig. 9 und 10 - eine flache J Scheibe 27 auf, deren Radius gleich dem Radius der Innenseite \ des Abschnitts 19 ist und in deren Mitte die axiale Nabe 7 ; vorgesehen ist, welche von einem ringförmigen Fortsatz 28 ' umgeben ist. Wie Fig. 9 klar zeigt, sind vier Nuten 28a radial· in Richtung zum Fortsatz 28 hin ausgebildet und so angeordnet,; daß sie mit dem vorderen, d.h. in Fig. 3 oberen Abschnitt ! der Nuten 26 fluchten. Der Umfang der Scheibe 27 weist einen
Zahn bzw. Vorsprung 29 auf, welcher in eine Nut 30 in der
Seitenwand des Gehäuses 1 eingreift vgl. Fig. 3.

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Wie be&onders Fig, 11 zeigt, weist die Welle 5 an ihrem, rückwärtigen (in Fig. 11 unteren) Ende eine Radialnut 31 und an ihrem anderen Ende eine axiale zylindrische Ausnehmung 32 auf. Wie Fig. 3 zeigt, ist eine zylindrische Nabe 33 des Zeigers 11, welche mit einer durchgehenden Bohrung 34 versehen ist, durch leichtes Einpressen im Inneren der Ausnehmung 32 reibungssohlüssig befestigt, d.h. der Zeiger 11 ist an der Welle 5 befestigt und dreht sich mit ihr, und zwar vor einer (nicht dargestellten) geeichten Skala auf der Vorderseite der Scheibe 27.

Eine zentrale Nabe 35 der Seilscheibe 3 ist drehfest mit dem Mittelabschnitt der Welle 5 verbunden. Wie besonders die Fig. 7 und 8 zeigen, weist die Seilscheibe 3 einen flachen ringförmigen Abschnitt 36 auf, der sich von der Mitte der Nabe 35 nach außen erstreckt und durch zwei gegenüberliegende ringförmige Fortsätze'bzw. Ringwülste 37,38, die mit der Nabe 35 gleichachsig sind, in zwei Teile unterteilt wird. An seinem Umfang weist der Abschnitt 36 eine ringförmige Verbreiterung 39 auf, an deren lußenumfang eine ringförmige Ausnehmung 40 für das Zugglied 4 vorgesehen ist.

Die Ringwülste 37 und 38, die Verbreiterung 39 und der ringförmige Abschnitt 36 sind - wie in Fig. 7 dargestellt im Bereich eines Winkelabschnitts der Seilscheibe 3 unterbrochen, damit ein Abschlußstück 41 (Fig. 3) des Zugglieds 4 an der Seilscheibe 3 eingehakt werden kann. Hierzu weist der ringförmige Abschnitt 36 eine Radialnut 42 in diesem Winkelabschnitt auf, der sich zwischen dem Ringwulst 37 und der Verbreiterung 39 erstreckt, ferner eine Platte 43 zwischen der Nabe 7 und dem Ringwulst 38, wobei eine Ausnehmung 44 zwischen der Platte 43 und dem inneren Ende der Nut 42 ausgebildet ist. Ein Fortsatz 45 erstreckt sich von einem Ende des Ringwulst 37 oberhalb der Ausnehmung 44 und parallel zur Platte 43 und weist eine Ausnehmung 46 auf seiner der Nabe 7 zugewandten Seite auf. Wie Fig. 3 zeigt, entspricht der Abstand zwischen dem Fortsatz 45 und der Basis der Nut 42 dem Durchmesser des Zugglieds 4, während der Abstand

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zwischen dem Fortsatz 45 und der Platte 43 größer als dieser Durohmesser ist, damit das Anschlußstück 41 in der Ausnehmung 46 in Anlage gegen die Platte 43 aufgenommen werden kann, ohne das Zugglied 4 zu verformen, wenn dieses unter dem Fortsatz 45 und längs der Nut 42 durchgeführt wird.

Der Abschnitt 36 weist auf seinem Außenumfang eine Ausnehmung 47 auf, über die die Seilscheibe 3 mit der Feder 2 zusammenwirkt. Letztere weist, wie besonders die Fig. 12 und 13 sehr klar zeigen, zwei gleiche und gegenüberliegende, gegenläufige Wickelabsohnitte 48 und 49 auf, die gleichachsig zueinander angeordnet sind. Die einander gegenüberliegenden Windungen der Wickelabschnitte 48 und 49 sind rückwärts gebogen, um ein U-förmiges Glied 50 zu bilden, welches die Wickelabschnitte 48 und 49 miteinander verbindet und sich nach außen in einer Richtung erstreckt, die etwa tagential zu diesen Wickelabschnitten verläuft. Die Endabschnitte der äußersten Windungen der Wickelabschnitte 48 und 49 sind nach außen gebogen und bilden jeweils einen radialen Fortsatz 51.

Die Feder 2 ist im Gehäuse 1 zwischen der Wand 12 und der Scheibe 27 sowie gleichachsig zur Welle 5 angeordnet, wobei ihr Wickelabschnitt 48 um die Nabe 7 und den Ringwulst 37 herum angeordnet ist und ihr Wickelabschnitt 49 um den Ringwulst 38 und die Nabe 6 herum angeordnet ist. In dieser Lage greift das U-förmige Glied 50 an der Ausnehmung 47 in die Seilscheibe 3 ein, und die Fortsätze 51 greifen jeweils in eine der Nuten 26 ein.

Auf seiner Vorderseite ist das Gehäuse 1 durch die durchsichtige Platte 9 verschlossen, welche an ihrem Umfang mit einem axial verlaufenden ringförmigen Fortsatz 52 versehen ist, der in den zylindrischen Abschnitt 19 der Seitenwand des Gehäuses 1 eingesteckt ist und der über ein ringförmiges Dichtglied 53 gegen das plattenartige Glied 8 abgedichtet ist.

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; Bei der Montage wird die Feder 2 zusammen mit der Seil-

i scheibe 3 in das Gehäuse 1 eingesetzt, go daß ihre Fort-

I sätze 51 in eine der Nuten 26 eingreifen und das U-föx'mige

j Glied 50 in die Ausnehmung 47 eingreift. Die Fortsätze

i 51 können anstatt in die in Fig. 3 dargestellte Nut 26 in

I zwei verschiedene Nuten eingesetzt werden, um entweder eine

i Vorspannung der Feder 2 bei der Montage infolge Unvoll-

■ kommenheiten zu vermeiden, oder um der Feder 2 eine vorge-

j gebene Anfangs-Vorspanuung zu erteilen. Dies ermöglicht

j auch dann einen Ausgleich, wenn die Federenden 51 nicht

I C j genau übereinander liegen.

ι Nachdem man das plattenartige Glied 8 im Gehäuse 1 und I auf der Welle 5 montiert hat, und nachdem man die Nab9 33 ! des Zeigers 11 in die zugeordnete Ausnehmung 32 der Welle i 5 eingesetzt hat, wird das Dynamometer justiert. Dies erj folgt in der Weise, daß man die Klinge eines Schraubeni ziehers in die Nut 31 der Welle 5 einführt und letztere ' ,«so weit dreht, bis das TJ-förmige Glied 50 der Feder 2 in

die Seilscheibe 3 einhakt und in Anlage gegen den Grund der Ausnehmung 47 kommt. Dann wird die Welle 5 in dieser Lage ! festgehalten, und der Zeiger 11 wird relativ zur Welle 5 : solange verdreht, bis er sich in der Nullstellung der auf ( ι dem plattenartigen Glied 8 angebrachten Skala befindet,

; Diese Verschiebung des Zeigers 11 relativ zur Welle 5 wird durch den Reibungsschluß zwischen den beiden Teilen bei 32, 33 möglich. Dann wird das Gehäuse 1 dadurch verschlossen, daß man die Dichtung 53, die durchsichtige Platte 9 und den Metallrahmen 10 montiert; Aufgabe der Dichtung 53 ist es hierbei, Herstellungstoleranzen auszugleichen.

Wenn im Betrieb eine Zugkraft auf das Zugglied 4 wirkt, verdreht sich die Seilscheibe 3 entgegen der Kraft der Feder 2. Diese Kraft wird durch die Seilscheibe 3 am U-förmigen Glied 50 auf die Feder 2 übertragen. Dabei dreht sich, bezogen auf Fig. 13, das Glied 50 im Uhrzeigerginn um die Längsachse der Feder 2, und die Windungen der Wick-

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lung s ab schnitte 48 und 49 ziehen sich zusammen. Die Y/ick- j lungsabschnitte 48 und 49 können sich bei diesem Zusammen- j ziehen nicht in Querrichtung verschieben, da sie auf ihrer Innenseite geführt werden, und zwar durch die radialen Rippen 16, die Ringwülste 37 und 38 und die Nabe 7. Man erhält so eine sehr gute Reproduzierbarkeit der Messungen.

Nach dem Anlegen der Zugkraft an das Zugglied 4 dreht sich die Seilscheibe 3 solange weiter, bis die durch die Drehung hervorgerufene Gegenkraft der Feder 2 gleich der angelegten Kraft ist. Beim Erreichen des Kräftegleichgewichts hat sich die Seilscheibe 3 um einen bestimmten Winkel, bezogen auf die Ruhestellung, gedreht, wodurch sich auch der Zeiger 11 entsprechend weit gedreht hat und auf der Skala des plattenartigen Glieds 8 einen der angelegten Kraft entsprechenden Meßwert anzeigt. Insbesondere können Kräfte oder kraftporportionale Größen, z.B. Drehmomente oder Leistungen, direkt gemessen werden, wobei die Skala auf dem plattenförmigen Glied 8 jeweils entsprechend kalibriert werden muß.

Im folgenden werden noch - ohne Anspruch auf Vollständigkeit - einige erfindungsgemäße Abwandlungen des beschriebenen Dynamometers angegeben. (Diese Modifikationen sind in der Zeichnung nicht dargestellt). So kann man z.B. nur eine einzige Nut 26 vorsehen, wobei hierfür die Feder vorher geprüft und gegebenenfalls justiert werden muß, um sicherzustellen, daß die Fortsätze 51 an ihren Enden auch tatsächlich genau übereinanderliegen. Alternativ kann mehr als eine Nut vorgesehen werden, wobei diese Nuten ungleichförmig längs des Torsprungs 23 verteilt werden, um cie Möglichkeiten zur Kompensation etwaiger Herstellungstoleranzen der Feder 2 zu erhöher· und die Feder mit einer gewissen Vorspannung montieren zu kö

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Ferner kann die Feder 2 gemäß Fig. 12 mit ihren beiden ! : Wicklungshälften 48 und 49 durch eine einzige Schraubenfeder j ! ersetzt werden, deren Länge halb so groß ist wie die der
I Feder 2 und deren äußerste Y/indungen nach rückwärts gebogen
j sind, um am einen Ende einen Fortsatz ähnlich den Fortsätzen
j 51 und &ja anderen Ende einen Haken zu bilden, der zum Einhaken in die Seilscheibe 3 an deren Ausnehmung 47 vorge-I bildet ist.

j Patentanwälte

j Dipl.-Ing. Horst Rose

r : Dipl.-Ing. Peter Koeel

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Claims (11)

1. DIPL-ING. HORST ROSE .JpIPLMNe. PETEM KOSEL

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   Societe Internationale de Mecanique Industrielle S.A. Eintragungsgesuch vom 4. September 1975

   Schutzansprüche

   1, Dynamometer mit einer Anzeigevorrichtung zum Anzeigen "bzw. Messen einer Zugkraft, dadurch gekennzeichnet, daß ein "becherförmiges Gehäuse (i) vorgesehen ist, auf dessen Vorderseite ein plattenartiges Glied (8) vorgesehen ist, welches fest mit dem Gehäuse (1) verbunden ist und auf seiner Vorderseite die Skala der Anzeigevorrichtung (11) aufweist, daß eine Welle (5) in diesem plattenartigen Glied (8) und der Gehäuserückwand (12) drehbar gelagert ist, wobei im Be- ζ reich zwischen dem plattenartigen Glied (8) und der Gehäuserückwand (12) eine Seilscheibe (3) mit der Welle (5) drehfest verbunden ist und ein vorzugsweise als Seil ausgebildetes Zugglied (4) um diese Seilscheibe (3) gewickelt ist und wobei ein erstes Snde (41) dieses Zugglieds (4) lösbar mit der Seilscheibe (3) verbunden ist und das zweite Ende zum Angriff einer Zugkraft aus dem Gehäuse (1) herausgeführt ist, daß zwischen Gehäuse (i) und Seilscheibe (3) Federmittel (2) vorgesehen sind, welche so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie in jeder von der Ruhestellung verschiedenen, durch eine auf das Zugglied (4) v/irkende Zugkraft bewirkten Arbeitsstellung im wesentlicheres!egung beansprucht sind, und daß

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   i c

   ein mit der Skala zusammenwirkender Zeiger (11), vorzugsweise über eine Renkverbindung (32,33), mit der Seilacheibe (3) verbunden ist.
2. 2. Dynamometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedermittel (2) mindestens eine zur drehbaren Welle (5) etwa koaxiale Schraubenfeder (48,49) aufweisen, welche mindestens einen Portsatz (51) aufweist, der mit dem Gehäuse (1) in Eingriff steht, um diesen Fortsatz (51) winkelmäßig relativ zum Gehäuse (1) festzulegen, und daß die Schraubenfeder ferner ein mit der Seilscheibe (3) zusammenwirkendes Hakenglied (50) aufweist, um eine radiale Verformung der Pederwindungen zu bewirken, wenn die Seilscheibe (3) unter der Wirkung einer auf ihr zweites Ende wirkenden Zugkraft eine Verdrehung erfährt.
3. 3. Dynamometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Portsatz (51) der Schraubenfeder aus dem Endabschnitt einer Endwindung der Peder besteht, welcher Endabschnitt nach außen gebogen ist, so daß er eine relativ zur Peder (48,49) etwa radiale Lage aufweist.
4. 4. Dynamometer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hakenglied (50) sich von der Peder (48,49) etwa tangential weg erstreckt.
5. 5. Dynamometer nach mindestens eimern der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder zwei gleichachsige Wickelabschnitte (48,49) aufweist, wobei die Windungen des ersten Wickelabschnitts entgegengesetzt zu denen des zweiten verlaufen, daß das Hakenglied (50) ein im wesentlichen U-förmiges Glied aufweist, das in einer zur Außenseite der Peder etwa tagentialen Ebene liegt und die direkt gegenüberliegenden Windungen der beiden Wickelabschnitte (48,49) miteinander verbindet, wobei die äußersten Windungen der Wickelabschnitte (48,49) jeweils einen Endabschnitt (51) aufweisen, der etwa radial nach außen abgebogen ist, um jeweils einen Portsatz zum Pestleger dieser Pederenden relativ zum Gehäuse (1) zu bilden.

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6. 6. Dynamometer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des mindestens einen Fortsatzes (51) der Schraubenfeder mindestens eine Nut (26) vorgesehen ist, welche axial auf der Innenseite einer Seitenwand (23) des Gehäuses (i) ausgebildet ist und das Ende dieses Fortsatzes (51) aufnimmt.
7. 7. Dynamometer nach Anspruch 6, dadurch gekonnzeichnet, daß mehrere Nuten (26) längs eines Sektors (23) der Innenseite der Gehäuse-Seitenwand (23) vorgesehen sind.
8. 8. Dynamometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (26) gleichförmig längs des Sektors (23) verteilt sind, !
9. 9. Dynamometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, i

   daß die Nuten (26) ungleichförmig längs des Sektors (23) | verteilt sind.
10. 10. Dynamometer nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der drehbaren Welle (5) zum formschlüssigen Eingriff mit einem äußeren Werkzeug ausgebildet ist, um eine Verdrehung oder ein Festhalten der Welle (5) zu ermöglichen, und daß am anderen Wellenende eine Ausnehmung (32) vorgesehen ist, in die eine am Zeiger (11) vorgesehene Nabe (33) durch leichtes Pressen einsetzbar ist.
11. 11. Dynamometer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (12) des Gehäuses (i), das plattenartige Glied (8) und die Seilscheibe (3) so ausgebildet sind, daß sie eine Innenabstutzung der Schraubenfeder (48,49) bilden und eine Radialbewegung der Federwindungen begrenzen.

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