NO842506L

NO842506L - PROCEDURE FOR LOADING MEASUREMENT OF LONG SHAFT ARTICLES AND IMPLEMENTATION FOR IMPLEMENTATION OF THE PROCEDURE

Info

Publication number: NO842506L
Application number: NO842506A
Authority: NO
Inventors: Marinus Giesselbach
Original assignee: Gap Ges Auswert Patente
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1984-06-21
Also published as: WO1984001624A1; FI841975A0; JPS59501920A; FI841975A; DK303184D0; ZA837892B; EP0122272A1; DK303184A

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for måling av belastningen på lange, akselformede gjenstander, især for måling av belastningen på aksler, idet det især angår måling av krefter ved opptredende deformasjoner. Både strekk- og trykkrefter samt de bøyekrefter som virker på en aksel skal måles. Fremgangsmåten skal gjøre det mulig kontinuerlig å måle belastningen på aksler ved slik belastning og å opptegne denne. Videre angår oppfinnelsen en innretning for utøvelse av den foreslåtte fremgangsmåte. The present invention relates to a method for measuring the load on long, axle-shaped objects, in particular for measuring the load on axles, as it particularly relates to the measurement of forces in the event of deformations occurring. Both tensile and compressive forces as well as the bending forces acting on an axle must be measured. The procedure must make it possible to continuously measure the load on axles with such a load and to record this. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the proposed method.

For måling av belastningen på aksler i løpet avFor measuring the load on axles during

selve belastningen kjennes ingen brukbare, enkle fremgangs- . måter som muliggjør å måle og registrere belastningen kontinuerlig. Ifølge oppfinnelsen ble det oppdaget at målingen av deformasjoner på lange, akselformede gjenstander av magnetiserbart materiale kan gjennomføres på enkel r..åte når det i akselformede anordnes et ikke magnetisertbart sjikt og dettes av belastningen betingede forandring registreres av sensorer. Hensiktsmessig anordnes i akselformede gjenstander et aksialt utad ragende ringsjikt, slik at ringsjiktet fremkommer som luftspalt. På enkleste anordnes i akselformede gjenstanders ene ende en ringformet utsparing som strekker seg aksialt utad. the load itself does not seem to have any usable, simple steps. ways that make it possible to measure and record the load continuously. According to the invention, it was discovered that the measurement of deformations on long, shaft-shaped objects of magnetisable material can be carried out in a simple way when a non-magnetisable layer is arranged in shaft-shaped objects and this change due to the load is recorded by sensors. Appropriately, an axially outwardly projecting annular layer is arranged in shaft-shaped objects, so that the annular layer appears as an air gap. At its simplest, a ring-shaped recess that extends axially outwards is arranged at one end of shaft-shaped objects.

Dersom den akselformede gjenstands dimensjoner ikke tillater den enkle fremstilling av en ringformet utsparing, - er det også mulig å anordne en aksialboring i den akselformede gjenstand og å innsette en stav i denne, som bortsett fra en luftspalt, fyller ut boringen. If the dimensions of the shaft-shaped object do not allow the simple manufacture of an annular recess, - it is also possible to arrange an axial bore in the shaft-shaped object and to insert a rod in this, which, apart from an air gap, fills the bore.

For måling av luftspaltens forandring dannes et mag-netisk felt i dennes område, hvis styrke endrer seg avhengig av luftspaltens tykkelse. Endringen av det magnetiske felt overvåkes derved av en sensor. To measure the change in the air gap, a magnetic field is formed in its area, the strength of which changes depending on the thickness of the air gap. The change in the magnetic field is thereby monitored by a sensor.

For utførelse av den forelslåtte fremgangsmåte, be-nyttes en innretning som har en jernring anordnet på enden av den aksel som har en ringformet, aksialt forløpende luftspalt. På jernringens indre omkrets er permanente magneter fordelt, som står i forbindelse med sensorer som viser endringene i det magnetiske felt. Som sensorer egner Hall-effektsensorer seg, som er anordnet i luftspaltens område. Disse står derved via en forsterker i forbindelse med en viseranordning som registrerer og viser endringene i luftspalten i avhengighet av belastningen. For carrying out the proposed method, a device is used which has an iron ring arranged on the end of the shaft which has an annular, axially extending air gap. On the inner circumference of the iron ring, permanent magnets are distributed, which are connected to sensors that show the changes in the magnetic field. Suitable sensors are Hall effect sensors, which are arranged in the area of the air gap. These are thereby connected via an amplifier to a display device which registers and displays the changes in the air gap depending on the load.

Tegningen viser en utførelse av innretningen skjematisk, hvor figur 1 viser et aksialsnitt gjennom en akselformet gjenstand med måleinnretning, figur 2 viser skjematisk et frontriss av innretningen på figur 1 og figur 3 viser en vari-ant av innretningen på figur 1. Ifølge eksemplet skal belastningen av en aksel 11 måles, som ved hjelp av lageret 2 bærer et drivhjul 3, innrettet til å overføre en bestemt effekt. The drawing shows an embodiment of the device schematically, where Figure 1 shows an axial section through a shaft-shaped object with a measuring device, Figure 2 schematically shows a front view of the device in Figure 1 and Figure 3 shows a variant of the device in Figure 1. According to the example, the load of an axle 11 is measured, which by means of the bearing 2 carries a drive wheel 3, arranged to transmit a specific effect.

For å måle akselens belastning, dannes en konsentrisk til akselens akse 4 forløpende ringformet utsparing 5 som strekker seg frem til midtplanet 6 av det drivhjul 3 som dan-ner belastningen. Dersom fremstillingen av den ringformede utsparing gir vanskeligheter, dannes først en boring med den ringformede ut-.parings 5 ytre diameter D, frem til midtplanet 6, hvoretter en mindre boring 7 med gjenger anordnes. Denne strekker seg fra den første borings endevegg videre innover og tjener til opptak av en gjenget stav med en stavformet del 8 og en del 9 med gjenger (figur 3). In order to measure the load on the axle, an annular recess 5 extending concentrically to the axis of the axle 4 is formed which extends to the center plane 6 of the drive wheel 3 which forms the load. If the production of the annular recess causes difficulties, first a bore is formed with the outer diameter D of the annular recess 5, up to the middle plane 6, after which a smaller bore 7 with threads is arranged. This extends from the end wall of the first bore further inward and serves to receive a threaded rod with a rod-shaped part 8 and a part 9 with threads (figure 3).

På denne måte fremkommer igjen en ringformet utsparing 5. In this way, a ring-shaped recess 5 appears again.

For måling av akselens 1 belastning, måles endringen i den luftspalt som oppstår i den ringformede utsparing 5. For dette formål foreligger en måleinnretning med en jernring 10 hvis ytre diameter tilsvarer akselens 1 diameter. I ringens 10 indre er permanentmagneter 11 fordelt ensartet over ringens 10 omkrets. Ifølge den viste utførelse foreligger 4 slike magneter. Foran hver magnet 11 kobles en Hall-effekt-sensor 12 som er anordnet i luftspaltens område, dannet av den ringformede utsparing 5. For measuring the load on the axle 1, the change in the air gap that occurs in the annular recess 5 is measured. For this purpose, there is a measuring device with an iron ring 10 whose outer diameter corresponds to the diameter of the axle 1. In the interior of the ring 10, permanent magnets 11 are distributed uniformly over the circumference of the ring 10. According to the embodiment shown, there are 4 such magnets. In front of each magnet 11, a Hall effect sensor 12 is connected which is arranged in the area of the air gap, formed by the annular recess 5.

Slike Hall-effektsensorer består av små blader avSuch Hall effect sensors consist of small sheets of

en Hall-leder med stor bærerbevegelighet. Når en strøm går gjennom disse blader oppstår i rett vinkel til denne strøm og i rett vinkel til et foreliggende magnetfelt, en magnet-feltavhengig spenning. Ved endringen av luftspalten påvirkes det av magnetene 11 utviklede magnetfelt. Magnetfeltets endring medfører en aktivering av Hall-sensorene, idet endrin-ger i luftsjiktet i størrelsesordenen 1-10 fvn , vil vises av Hall-effektsensorene. Hall-effektsensorene 12 står i for- a Hall conductor with large carrier mobility. When a current passes through these blades, a magnetic-field-dependent voltage occurs at right angles to this current and at right angles to a magnetic field present. When the air gap changes, the magnetic field developed by the magnets 11 is affected. The change in the magnetic field results in an activation of the Hall sensors, as changes in the air layer in the order of 1-10 fvn will be shown by the Hall effect sensors. The Hall effect sensors 12 are responsible for

bindelse med en felles summeforsterker (ikke vist), som på-virker en viserinnretning. Denne viser en kurve som tilsvarer belstningsforløpet. På denne måte kan de strekk- og trykk-krefter, samt bøyekrefter som oppstår måles nøyaktig. connection with a common summing amplifier (not shown), which acts on a pointer device. This shows a curve that corresponds to the loading process. In this way, the tensile and compressive forces, as well as the bending forces that occur, can be accurately measured.

Den beskrevne fremgangsmåte og innretning kan endres på mange måter. Det er vesentlig at det dannes et mellomsjikt av ikke magnetiserbart materiale og at endringen i dette sjikt måles. Ifølge den beskrevne utførelse er mellomsjiktet en luftspalt. Det er også mulig å fremstille mellomsjiktet av plast eller av en væske. Endringen av dette mellomsjikt må alltid medføre endring av det magnetiske felt, idet denne endring deretter registreres av Hall-effektsensorene. The described method and device can be changed in many ways. It is essential that an intermediate layer of non-magnetizable material is formed and that the change in this layer is measured. According to the described embodiment, the intermediate layer is an air gap. It is also possible to make the intermediate layer from plastic or from a liquid. The change of this intermediate layer must always entail a change in the magnetic field, as this change is then registered by the Hall effect sensors.

Claims

1. Procedure for measuring the load on long, shaft-shaped objects, CHARACTERIZED BY the fact that a non-magnetizable layer is formed in the shaft-shaped object and that this layer's change due to the load is registered by sensors.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED BY the fact that an axially outward extending annular layer is formed in the shaft-shaped object.

3. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED IN THAT the ring layer is an air gap.

4. Method according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT a ring-shaped, axially outward extending recess is formed at one end of the shaft-shaped object.

5. Method according to claims 1-3, CHARACTERIZED BY • that an axial bore is arranged in the shaft-shaped object and that a rod is inserted into the bore while an air gap remains free.

6. Method according to claims 1-5, CHARACTERIZED IN THAT a magnetic field is formed in the area of the air gap, the strength of which changes depending on the thickness of the air gap and that the magnetic field is monitored by a sensor.

7. Device for carrying out the method according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT it has an iron ring which is arranged at the end of the shaft which has an annular, axially extending air gap, the permanent magnet being distributed over the inner circumference of the iron ring and connected to sensors which shows the changes in the magnetic field.

8. Device according to claim 7, CHARACTERIZED IN THAT the Hall effect sensors are arranged in the area of the air gap.

9. Device according to claims 7-8, CHARACTERIZED IN THAT the sensors via an amplifier are connected to a display device.

1. Method for continuous measurement of the load on a long shaft-shaped object (1) of magnetisable material, CHARACTERIZED BY the fact that a non-magnetisable layer (5) surrounded by material is arranged in the shaft-shaped object. item (1), that a magnetic field has formed in the area of the layer and that the load through a change in the layer caused a change of the magnetic field is measured.

2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT an axially outward extending annular layer (5) as an air gap is formed at one end of the shaft-shaped object (1).

3. Method according to claims 1-2, CHARACTERIZED BY the fact that an axial bore is arranged in the shaft-shaped object (1) and that this is again filled except for an annular air gap (5).

4. Device for carrying out the method according to claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT it has an iron ring (10) which is arranged at the end of the shaft (1) which has an annular, axially extending air gap (5), the permanent magnets (11) is distributed over the inner circumference of the iron ring (10) and is connected to sensors (12) which show the changes in the magnetic field.

5. Device according to claim 4, CHARACTERIZED IN THAT Hall effect sensors (12) are arranged in the area of the air gap.

6. Device according to claims 4-5, CHARACTERIZED IN THAT the sensors (12) are connected via an amplifier to a display device.