-
Drehmomentmesser Die Erfindung betrifft Drehmomentmesser mit einer
als Torsionsstab dienenden Hauptwelle und einer mit -dieser :in gleicher Achse liegenden
Nebenwelle.
-
Bei derartigen Drehmomentmessern ,ist es bekannt, die tangentialen
Ausschläge der belasteten Haupt- oder Antriebwelle gegenüber der gleichachsig darin
gelagerten unbelasteten Nebenwelle über eine Winkelhebelanordnung in eine Radialbewegung
und diese wiederum durch ein zweites Winkelhebelpaar in eins - Axialbewegung umzusetzen.
Die Verdrehung »zwischen der Haupt- und der Nebenwelle wird an dem frei zugänglichen
Ende der Hauptwelle als axialer Ausschlag herausgeleitet und auf eine im Achsenmittel
angeordnete Schubstange übertragen: Von dieser wird eine Anzeigevorrichtung beeinflußt,
die im Ruhezustand die vorliegende Verdrehung der zu messenden "Welle abzulesen
.gestattet. Bei unzugänglichen Wellenenden wird die Nebenwelle parallel zur Hauptwelle
angeordnet, und durch miteinander kämmende Zahnräder auf beiden Wellen findet dann
die Übertragung statt.
-
Bekannt sind. ferner auch Drehmomentmesser, die an eine geeignete
Welle von verhältnismäßig großer Länge zusätzlich angeschlossen werden können. Ihre
Verwendungsmöglichkeit ist zufolge der Abhängigkeit von .dem Vorhandensein einer
Welle von bestimmter Länge begrenzt. Weiterhin sind Geräte vorgeschlagen worden,
bei denen zur Übertragung der Meßgröße die Nebenweile durch Seilzug oder Kette angetrieben
wird. Wegen .der unvermeidlichen Teilungsfehler, der Längung und des Durchhanges
- der Kette bzw. des Schlaffwerdens des Seiles können. genaue Messungen nicht durchgeführt
%verden.. Überdies sind derartige Geräte ihrem Aufbau nach sperrig, verwickelt und
unhandlich. Durch die Zwischenschaltung von Winkelhebeln entstehen beträchtliche
Reibungsverluste, welche die Messung beeinträchtigen.
Da überdies
diese Geräte stets parallel zu einer geeigneten vorhandenen Welle geschaltet werden
müssen, ist die einzuspannende erforderliche Meßlänge groß zu wählen, damit überhaupt
meßbare Ausschläge erreicht werden, Dieses zwingt zur Verwendung von entsprechend
langen Nebenwellen, die ihrerseits wiederum durch die nun entstandenen unerwünschten
großen Verdrehungen Meßfehler verursachen.
-
Der Erfindung liegt,die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentmesser der
eingangs angegebenen Art so gedrungen und in -sich abgeschlossen aufzubauen, daß
er leiht und an beliebiger Stelle in den Wellenzug eingesetzt werden kann. Die Nebenwelle
ist dabei als ein .die Torsionsfeder -umhüllendes kurzes verdrehungssteifes Rohr
ausgebildet. Erfindungsgemäß werden dazu die im Vergleich zu einer leer laufenden
hohlen Nebenwelle auftretenden Verdrehungen der belasteten Hauptwelle durch die
unterschiedliche Winkelstellung von gleichartigen Trieben zweier im Meßabstand auf
der Hauptwelle angeordneter Umlaufgetriebe gemessen, die- durch Kupplung gleichartiger
Getriebeteile mit Hilfe der Nebenwelle an einem Freigang relativ zueinander gehindert
sind. Außerdem sind diese Umlaufgetriebe mit einer das Gehäuse -des Gerätes und
die Lagerung der Hauptwelle bildenden Skalentrommel und finit einer auf die Skalentrommel
einspielenden Zeigerscheibe verbunden. Letztere bildet für das andere Umlaufgetriebe
den Achsträger der gleichen Getriebeteile, wie sie die Skalentrommel trägt.
-
In :der Zeichnung ist der Drehmomentinesser nach der Erfindung in
mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt.
-
Es zeigen im Längsschnitt Fig. i einen Drehmomentmesser mit Stirnradumlaufgetrieben,
bei denen die Zwischenrä:der mit dem Amzeigeteilen verbunden sind und die Sonnenräder
angetrieben werden, Fig. 2 einen Drehmomentmesser mit Stirnradumlaufgetrieben, bei
denen die Zahnkränze zu Anzeigeteilen ausgebildet sind und die Zwisehenräder angetrieben
werden, Fig. 3 einen Drehmomentmesser mit außenliegenden Stirnradumlaufgetrieben,
bei. denen die Zahnkränze angetrieben werden und die Anzeigeteile mit den Zwischenrädern
verbunden sind, Fig. 4 einen Drehmomentmesser mit Kegelradumlaufgetrieben, bei denen
die Anzeigeteile mit Iden Planetenkegelrädern verbunden sind. und die Sonnenkegelräder
angetrieben wenden, Fig. 5 einen Drehmomentmesser mit Kegelradumlaufgetrieben, bei
denen die Umlaufräder angetrieben werden und die Anzeigeteile mit feststehenden
Kegelrädern verbunden sind.
-
Fig. 6 zeigt in Ansicht. und Längsschnitt ein Übersetzungsgetriebe,
das aus einem Zahnsegment, einem darauf abrollenden Ritzel mit Zeiger und einem
Zifferblatt besteht.
-
Bei dem Drehmomentmesser nach Fig. i sind-in einem festliegenden-
Meßabstand auf der Hauptwelle i Stirnradumlaufgetriebe angebracht, die aus den mit
der Hauptwelle i fest verbundenen Sonnenrädern 2, 3, den umlaufenden Zwischenrädern
4, 5, 6, 7 und den durch eine leer laufende hohle Nebenwelle Io starr verbundenen
Zahnkränzen 8, g bestehen. Die Meßanzeige wird durch eine irgendwie . festgehaltene
Trommel i i und eine die Trommel an der Abtriebseite abschl.ießeride Scheibe i2
bewirkt. Die Trommel i i bildet die Lagerung der belasteten Hauptwelle i und der.
unbelasteten Nebenwelle Io und steht durch leinenseitig angebrachte Achszapfen 13
mit den Zwischenrädern 4, 5 in Verbindung. Die Trommel i i trägt. außen einen Lappen
14 zu .ihrer Befestigung und hat an der Ablesestelle einen Flansch 14" mit Skaleneinteilung.
Die Scheibe 12 trägt einen Zeiger 15 und hat zur Hauptwelle i symmetrisch angeordnete
Achszapfen 16, 17 als Lageraehse der Zwischenräder 6, 7.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 bestehen die Stirnradumlaufgetriebe
an den Enden der Hauptwelle 17 ,aus den durch die hohle Nebenwelle 2o starr verbundenen
Sonnenrädern 18, I9, den auf den Achszapfenträgern 2i, 22 gelagerten und durch diese
mit der Hauptwelle fest verbundenen Zwischenrädern 23, 24, 25, 26 sowie aus den
Zahnkränzen 27, 28. Letztere sind mit der Skalentrommel 2g und der Zeigerscheibe
30 innen- und längsseitig fest verbunden. Die Skalentrommel 2g, die einen Befestigungslappen
31 trägt, ist auf der Hauptwelle 17 und auf der Nebenwelle 2o gelagert. . An der
Meßstelle :besitzt .die Trommel wie in Fig. i einen Flansch 31" mit Ableseskafa.
Die den Zeiger 32 tragende Scheibe 30 ist an. der Abtriebseite auf der Hauptwelle
17 drehbar gelagert. , Bei der Ausführung -in Fig. 3 umfassen die an den Enden der
Hauptwelle 33, außerhalb der Trommel 43 sitzenden S.tirnradumlaufgetriebe die durch
eine hohle Nebenweile 34 verbundenen Sonnenräder 35, 36, j die auf der Hauptwelle
befestigten Zahnkranzscheiben 37, 38 und die Zwischenräder 39, 40, 44 42. An der
auf der Nebenwelle 34 drehbar gelagerten Trommel 43, die einen Befestigungslappen
47 trägt, sind außenseitig Achszapfen 45 für die Zwischenräder 39, 40 angebracht.
An der abtriebsseitig auf der
Nebenwelle 34 drehbar gelagerten Scheibe
44 mit dem Ablesezeiger 48 sind die Achszapfen 46 angebracht, die die Zwischenräder
41, 42 tragen. Die Trommel 43 trägt an der Abtriebseite einen mit Skala versehenen
Flansch 48, Bei dem Drehmomenlmesser in Fig. 4 die an der Hauptwelle 49 endseitig
angebrachtem Umlaufgetriebe aus Kegelrädern und umfassen die auf .der Hauptwelle
befestigten äußeren Kegelräder 5I, 52, die durch eine hohle Nebenwelle So starr.
verbundenen inneren Kegelläger 53; 54 und die Zwischenräder 55, 56, 57, 58- Die
auf der Haupt- und der Nebenwelle drehbar gelagerte Skalentrommel 59 trägt zu ihrer
Befestigung einen Lappen 6i - und - hat .innen-und längsseitig die die Zwischenräder
55, 56 tragenden Achszapfen 6o. Die den Zeiger 62 tragende Scheibe 63 ist über die
innenseitigen Achszapfen 64 -mit den Zwischenrädern 57, 58 verbunden und abtriebsseitig
auf der Hauptwelle drehbar gelagert. Der Zeiger 62 spielt auf einer an dem Trommelflansch
62Q sitzenden Skala.
-
Auch :bei der Ausführung in Fig. 5 bestehen die an den Enden der Hauptwelle
65 angebrachten Kegelradumlaufgetrsebe aus den durch Achszapfenträger 75,-76 mit
der Hauptwelle fest verbundenen Zwischenrädern 71,
72, 73, 74, den. mit den
Anzeigeteilen 77, 78 vereinigten äußeren Kegelrädern 67, 68 und den durch eine hohle
Nebenwelle 66 starr verbundenen - inneren Kegelrädern 69, 70. Auf :der Hauptwelle
65 und der Nebenwelle 66 ist -die Skalentrommel 77 drehbar gelagert; diese trägt
einen Befestigungslappen 79. Die abtriebsseitige Scheibe 78 trägt einen Zeiger 8o,
der auf einer Skala .des Trommelflansches 8o" spielt.
-
Das Übersetzungsgetriebe nach Fig. 6 besteht aus einem Zahnsegment
81 und einem darauf abrollenden Ritzel 82, das mit dem Zeiger 83 fest verbunden
ist. Der Zeiger 83. spielt auf einer ringscheibenartigen Skala 84.
-
Die Wirkungsweise des Drehmomentinessers gemäß der Erfindung ist bei
sämtlichen Ausführungen folgende: Die durch einen linksseitigen Antrieb in der Hauptwelle
verursachte Verdrehung wird von den endseitig angebrachten Stirn- oder Kegelmdumlaufgetrieben
so aufgenommen, daß ,die auf der Hauptwelle befestigten Getrieberäder entsprechend
dem Umlauf dieser Welle gedreht werden, wobei die durch die hohle Nebenwelle verbundenen
Getriebeelemente eine eigenmächtige Relativbewegung der sich zugeordneten Umlaufräderteile
nicht zulassen. Die durch die Verdrehung der . Hauptwelle hervorgerufene unterscihliedliche
Winkelbewegung kann daher lediglich von den am Umlauf der Hauptwelle nicht beteiligten
Zwischenrädern 4,'5, 6, 7 (Fig. i) bzw. Zahnkränzen 27, 28 (Fig. -2) oder. Achszapfenträgern
45, 46 (Fig. 3), 6o, 64 (Fig. 4) bzw. Sonnenrädern 67, 68 (Fig. 5) aufgenommen werden.
Infolge ihrer Lagerung übertragen diese Getriebeelemente auf die mit ihnen verbundenen
Anzeigeteile so ihre Bewegung, daß durch diese .die Ablesung der Verdrehung von
der feststehenden Skala erfolgen 'kann. Die Verbindung der Anzeigeteile mit den
entsprechenden gleichartigen Getriebeelementen der beiden Ausgleichgetriebe ist
für die. Größe des Verdrehungsausschlages bestimmend.
-
Eine Vergrößerung des Zeigerausschlages zur besseren Ablesung kann
durch an sich bekannte Mittel, wie Übersetzungsgetriebe, Hebelwerke, .Zahnräder
o. dgl., . erreicht werden.