DE2851441C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Dynamometer.The invention relates to a hydraulic dynamometer.

Eine Schwierigkeit bei bekannten hydraulischen Dynamometern ergibt sich aus der Notwendigkeit einer genauen Ausrichtung des Dynamometers gegenüber der Maschine, die das Dynamometer antreiben soll. Diese For­ derung ergibt sich daraus, daß der Rotor des Dynamometers mit der An­ triebsmaschine gekoppelt und der Stator des Dynamometers gegen eine Drehung festgehalten werden muß, ohne daß eine statische Spannung zwi­ schen Stator und Rotor auftreten darf.A difficulty arises with known hydraulic dynamometers arise from the need for precise alignment of the dynamometer compared to the machine that is to drive the dynamometer. This For change arises from the fact that the rotor of the dynamometer with the An driving machine coupled and the stator of the dynamometer against one Rotation must be held without a static tension between stator and rotor may occur.

Aus der DE-AS 10 89 052 ist ein Dynamometer bekannt, dessen Gehäu­ se an radial ausgerichteten Blattfedern abgestützt ist. Hier gehen die elastischen Eigenschaften der Blattfedern in die Kraftmessung ein. Die DE-AS 21 17 537 beschreibt ein Dynamometer, dessen Gehäuse oberhalb der Drehachse in paarweise einander radial kreuzenden Feder­ elementen aufgehängt ist. Auch hier beeinflussen die Blattfedern die Messung, da die Blattfedern bei Verschiebungen und Ausgleichsbewegun­ gen der Dynamometerausbildung beeinflußt werden.From DE-AS 10 89 052 a dynamometer is known, the casing se is supported on radially aligned leaf springs. Go here the elastic properties of the leaf springs in the force measurement a. DE-AS 21 17 537 describes a dynamometer whose housing above the axis of rotation in a spring that crosses radially in pairs elements is hung. Here, too, the leaf springs influence the Measurement, since the leaf springs during displacements and compensatory movements against the dynamometer training.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung der nachgiebigen Aufhängung des Dynamometers, das die Kraftmessung nicht beeinflußt wird.The object of the invention is such a formation of the compliant Suspension of the dynamometer, which does not affect the force measurement becomes.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch folgende Merkmale ge­ löst:This object is ge according to the invention by the following features solves:

• a) ein Stator ist auf mehreren Stützelementen abgestützt, die jeweils am Kopfende und am Fußende ein Kreuzgelenk aufweisen, damit eine horizontale Einstellung des Stators sowohl in axialer als auch in seitlicher Richtung möglich ist;a) a stator is supported on several support elements, each have a universal joint at the head and foot end, so that a horizontal adjustment of the stator in axial as well as in  lateral direction is possible;
• b) jedes Stützelement bildet zusammen mit den Kreuzgelenken am Kopf­ ende und am Fußende eine Stützeinheit;b) each support element forms together with the universal joints on the head a support unit at the end and at the foot end;
• c) jede Stützeinheit enthält eine Kraftmeßdose zur Messung des Dreh­ moments.c) each support unit contains a load cell for measuring the rotation moments.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als die Stützeinheiten zwar allseitig beweglich ausgebildet sind, je­ doch aus im wesentlichen starren Elementen bestehen, so daß die Stütz­ einheiten nicht durch Federeigenschaften oder Verformungen die Kraft­ messung beeinflussen. Jede Stützeinheit enthält unmittelbar eine Kraftmeßdose, so daß die innerhalb der Stützeinheit wirksamen Kräfte erfaßt werden können.The invention differs from the prior art in that than the support units are indeed movable on all sides, depending but consist of essentially rigid elements, so that the support units due to spring properties or deformation influence measurement. Each support unit immediately contains one Load cell, so that the forces acting within the support unit can be detected.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.Developments of the invention are specified in the subclaims ben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:An embodiment of the invention is hereinafter referred to on the drawings, in which:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines hydraulischen Dynamome­ ters nach der Erfindung, Fig. 1 is a perspective view of a hydraulic Dynamome ters according to the invention,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht aus einer der Fig. 1 entge­ gengesetzten Blickrichtung, Fig. 2 is a perspective view of one of the Fig. 1 entge gengesetzten viewing direction,

Fig. 3 eine schematische Stirnansicht des Dynamometers nach Fig. 1, Fig. 3 is a schematic end view of the dynamometer according to Fig. 1,

Fig. 4 einen schematischen Grußriß des Dynamometers nach Fig. 1, Fig. 4 is a schematic Grußriß of the dynamometer according to Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Stützeinheit des Dynamometers, Fig. 5 shows a section through a supporting unit of the dynamometer,

Fig. 6 eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht des Dynamome­ ters entsprechend der Blickrichtung in Fig. 1 und Fig. 6 is an enlarged, perspective partial view of the dynamometer according to the viewing direction in Fig. 1 and

Fig. 7 einen Teilschnitt einer Kolben-Zylinder-Einheit für das Dynamometer nach Fig. 1. Fig. 7 shows a partial section of a piston-cylinder unit for the dynamometer of FIG. 1.

Das hydraulische Dynamometer 1 umfaßt einen Stator 2, der von drei im wesentlichen vertikal ausgerichteten Stützelementen 3 a, 3 b, 3 c getragen ist. Die Stützelemente 3 a, 3 b, 3 c sind am Kopfende und am Fußende jeweils mit einem Kreuzgelenk 4 a, 4 a′, 4 b, 4 b′, 4 c, 4 c′ ausge­ stattet, damit der Stator 2 sowohl in axialer als auch in seitlicher Richtung in einer Horizontalebene eingestellt werden kann.The hydraulic dynamometer 1 comprises a stator 2 , which is supported by three substantially vertically aligned support elements 3 a , 3 b , 3 c . The support elements 3 a , 3 b , 3 c are equipped at the head end and at the foot end with a universal joint 4 a , 4 a ' , 4 b , 4 b' , 4 c , 4 c ' , so that the stator 2 both in axial as well as in the lateral direction in a horizontal plane.

Jedes Stützelement 3 a, 3 b, 3 c wird normalerweise durch das Ge­ wicht des Stators 2 zusammengedrückt und ist als Strebe wirksam. Die Stützelemente 3 a, 3 b, 3 c bilden zusammen mit den Kreuzgelenken 4 a, 4 a′, 4 b, 4 b′, 4 c , 4 c′ am Kopfende und am Fußende Stützeinheiten 5 a, 5 b, 5 c. Jede Stützeinheit 5 a, 5 b, 5 c enthält zur Messung des Drehmo­ ments jeweils eine Kraftmeßdose 6 a, 6 b, 6 c.Each support element 3 a , 3 b , 3 c is normally compressed by the weight of the stator 2 and is effective as a strut. The support elements 3 a , 3 b , 3 c together with the universal joints 4 a , 4 a ' , 4 b , 4 b' , 4 c , 4 c ' at the head and foot end support units 5 a , 5 b , 5 c . Each support unit 5 a , 5 b , 5 c contains a load cell 6 a , 6 b , 6 c for measuring the torque.

Zwei Stützeinheiten 5 a und 5 b befinden sich auf einer Seite des Stators 2 und die dritte Stützeinheit 5 c auf der gegenüberliegenden Seite des Stators 2, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Damit wird der Stator 2 in drei Punkten abgestützt.Two support units 5 a and 5 b are located on one side of the stator 2 and the third support unit 5 c on the opposite side of the stator 2 , as shown in the drawing. The stator 2 is thus supported in three points.

Jedes Kreuzgelenk 4 ist ein Kugelgelenk mit einem Gelenkzapfen 7, einem Kugelsegmentträger 8, der auf dem Gelenkzapfen 7 sitzt, und einer Hohlschale 9, in der der Kugelsegmentträger 8 drehbar aufgenom­ men ist, so daß der Gelenkzapfen 7 innerhalb von zwei oder mehr Ebenen gegenüber der Hohlschale 9 drehbar ist.Each universal joint 4 is a ball joint with a pivot pin 7 , a spherical segment carrier 8 , which sits on the pivot pin 7 , and a hollow shell 9 in which the spherical segment carrier 8 is rotatably received, so that the pivot pin 7 within two or more planes opposite the Hollow shell 9 is rotatable.

Die Gelenkzapfen 7 der Kreuzgelenke 4 a, 4 b, 4 c, jeweils am Kopfen­ de der Stützelemente 3 a, 3 b, 3 c, sind in Lagergabeln 10 aufgenommen, die einen Teil des Stators 2 bilden; die Hohlschalen 9 sind demgegen­ über an den Kopfenden der Stützelemente 3 befestigt.The pivot pins 7 of the universal joints 4 a , 4 b , 4 c , each at the head of the support elements 3 a , 3 b , 3 c , are received in bearing forks 10 which form part of the stator 2 ; in contrast, the hollow shells 9 are fastened to the head ends of the support elements 3 .

Die Gelenkzapfen 7 der Kreuzgelenke 4 a′, 4 b′, 4 c′, jeweils am Fuß­ ende der Stützelemente 3 a, 3 b, 3 c, sind in Lagergabeln 11 einer Rah­ menplatte 12 aufgenommen; die entsprechenden Hohlschalen 9 sind je­ weils am Fußende der Stützen 3 befestigt. Die Gabeln 11 können hydrau­ lisch angehoben bzw. abgesenkt werden, um dadurch den Stator 2 anzu­ heben oder abzusenken, indem Hydrauliköl durch nicht dargestellte Mit­ tel unter Druck in einen Anschluß 13 a jeder Gabel 11 eingeleitet wird. Der Anschluß 13 a ist über Durchgänge 13 b und 13 c mit einer Kam­ mer 13 d zwischen der Fußfläche der Gabel 11 und einem Aufnahmezylin­ der 14 verbunden, der an einen Träger 15 angeschweißt ist, der seiner­ seits einen Teil der Rahmenplatte 12 bildet.The pivot pin 7 of the universal joints 4 a ' , 4 b' , 4 c ' , each at the foot end of the support elements 3 a , 3 b , 3 c , are included in bearing forks 11 of a menplatte frame 12 ; the corresponding hollow shells 9 are each attached to the foot end of the supports 3 . The forks 11 can be raised or lowered hydraulically, thereby raising or lowering the stator 2 by introducing hydraulic oil through tel, not shown, into a connection 13 a of each fork 11 under pressure. The terminal 13 a is connected via passages 13 b and 13 c with a chamber 13 d between the foot surface of the fork 11 and a receiving cylinder 14 , which is welded to a carrier 15 , which in turn forms part of the frame plate 12 .

Die Kraftmeßdosen 6 a, 6 b, 6 c in jeder Stützeinheit 5 a, 5 b, 5 c sind in die Stützelemente 3 a, 3 b, 3 c eingebaut und sowohl zur Erfassung von Druckkräften als auch Zugkräften ausgelegt.The load cells 6 a , 6 b , 6 c in each support unit 5 a , 5 b , 5 c are installed in the support elements 3 a , 3 b , 3 c and are designed both for detecting compressive forces and tensile forces.

Das Dynamometer 1 enthält einen doppelseitigen Rotor 16, der durch einen von zwei Koppelflanschen 17 an eine nicht dargestellte Antriebs­ maschine angekoppelt werden kann. Da die Stützeinheiten 5 aus den Stützelementen 3 und den Kreuzgelenken 4 eine horizontale Einstellung des Stators 2 sowohl in axialer als auch in seitlicher Richtung und damit eine Einstellung des Rotors 16 ermöglichen, ist es nicht erfor­ derlich, die Rahmenplatte 12 genau gegenüber der Antriebsmaschine aus­ zurichten. Es würden jedoch unzulässige Schwingungen auftreten, wenn der Stator 2 im Betrieb nicht starr festgehalten ist. Demzufolge sind zwei hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten 18 vorgesehen, die eine Verstellung der Lage des Stators 2 sowie eine Festhaltung desselben in einer gewünschten Stellung ermöglichen. Gemäß Fig. 7 umfaßt jede Einheit 18 einen doppelt wirkenden Kolben 19 mit gleichen Kolbenflä­ chen auf beiden Seiten, der in einem Zylinder 20 verschiebbar ist. Ka­ näle 21 a, 21 b und 21 c innerhalb des Zylinders 20 verbinden Zylinder­ kammern 20 a und 20 b auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 19. So­ lange der Absperrschieber 22 geöffnet ist, kann der Kolben 19 inner­ halb des Zylinders 20 frei verschoben werden, wobei das Hydraulikmit­ tel von einer Kolbenseite über die Kanäle 21 auf die andere Kolbensei­ te strömt. Da ein Ende 19 a des Kolbens mit dem Stator und das andere Ende 19 b des Kolbens 19 mit der Rahmenplatte 12 verbunden ist, kann der Stator 2 in horizontaler Richtung in die gewünschte Einstellung verstellt werden. Eine derartige Verstellung ist nicht mehr möglich, sobald der Schieber 22 geschlossen ist.The dynamometer 1 contains a double-sided rotor 16 , which can be coupled by one of two coupling flanges 17 to a drive machine, not shown. Since the support units 5 from the support elements 3 and the universal joints 4 allow a horizontal adjustment of the stator 2 both in the axial and in the lateral direction and thus an adjustment of the rotor 16 , it is not neces sary to align the frame plate 12 precisely with respect to the drive machine . However, inadmissible vibrations would occur if the stator 2 was not rigidly held during operation. Accordingly, two hydraulic piston-cylinder units 18 are provided which enable the position of the stator 2 to be adjusted and the stator 2 to be held in a desired position. According to Fig. 7, each unit 18 comprises a double-acting piston 19 with the same Kolbenflä surfaces on both sides, which is displaceable in a cylinder 20. Channels 21 a , 21 b and 21 c within the cylinder 20 connect cylinder chambers 20 a and 20 b on opposite sides of the piston 19th As long as the gate valve 22 is open, the piston 19 can be freely moved within half of the cylinder 20 , the Hydraulikmit tel flows from one piston side via the channels 21 to the other piston side. Since one end 19 a of the piston is connected to the stator and the other end 19 b of the piston 19 to the frame plate 12 , the stator 2 can be adjusted in the horizontal direction to the desired setting. Such an adjustment is no longer possible as soon as the slide 22 is closed.

Damit die horizontale Bewegungsmöglichkeit des Stators 2 im Öff­ nungszustand der beiden Absperrschieber 22 begrenzt ist, ist jede Stützeinheit 5 mit zwei einstellbaren Gewindebolzen 23 a und 23 b ausge­ stattet, die mit Kontermuttern 24 a und 24 b zusammenwirken. Der Gewin­ debolzen 23 a ist unmittelbar in einen Schenkel der Lagergabel 10 ein­ geschraubt. Der Gewindebolzen 23 b ist in eine Platte 25 einge­ schraubt, die ihrerseits mit vier Schrauben 26 an der Lagergabel 10 angeschraubt ist. Die Gewindebolzen 23 a und 23 b werden in die erfor­ derliche Lage eingestellt und dann mittels der Kontermutter 24 a und 24 b festgezogen. Dementsprechend kommen die entsprechenden Stützele­ mente 3 a, 3 b bzw. 3 c jeweils mit diesen Gewindebolzen in Anlage, wenn die betreffende Stütze sich aus der vertikalen Stellung bis zu der eingestellten Grenzlage verschwenkt.So that the horizontal movement of the stator 2 in the opening state of the two gate valves 22 is limited, each support unit 5 is equipped with two adjustable threaded bolts 23 a and 23 b , which interact with lock nuts 24 a and 24 b . The thread debolzen 23 a is screwed directly into one leg of the bearing fork 10 . The threaded bolt 23 b is screwed into a plate 25 , which in turn is screwed to the bearing fork 10 with four screws 26 . The threaded bolts 23 a and 23 b are set in the required position and then tightened by means of the lock nut 24 a and 24 b . Accordingly, the corresponding Stützele elements 3 a , 3 b and 3 c each come with these threaded bolts in contact when the respective support pivots from the vertical position to the set limit position.

Zum Gebrauch wird das Dynamometer 1 näherungsweise in die gewünsch­ te Stellung gegeüber der nichtdargestellten Antriebsmaschine ge­ bracht. Der Koppelflansch 17 wird dann mit der Antriebsmaschine ver­ bunden, solange die beiden Absperrschieber 22 offen sind. Infolgedes­ sen kann sich der Stator 2 genau auf die gewünschte Stellung gegen­ über der Antriebsmaschine einstellen. Die Absperrschieber 22 werden dann beide abgesperrt, so daß der Stator 2 in seiner Stellung blockiert ist.For use, the dynamometer 1 is brought approximately into the desired position relative to the drive machine (not shown). The coupling flange 17 is then connected to the prime mover as long as the two gate valves 22 are open. As a result, the stator 2 can adjust itself precisely to the desired position with respect to the drive machine. The gate valves 22 are then both blocked, so that the stator 2 is blocked in its position.

Claims (10)

1. Hydraulisches Dynamometer, gekennzeichnet durch folgende Merk­ male:

• a) ein Stator (2) ist auf mehreren Stützelementen (3) abgestützt, die jeweils am Kopfende und am Fußende ein Kreuzgelenk (4) aufweisen, damit eine horizontale Einstellung des Stators (2) sowohl in axia­ ler als auch in seitlicher Richtung möglich ist;
• b) jedes Stützelement (3) bildet zusammen mit den Kreuzgelenke (4) am Kopfende und am Fußende eine Stützeinheit (5);
• c) jede Stützeinheit (5) enthält eine Kraftmeßdose (6) zur Messung des Drehmoments.

1. Hydraulic dynamometer, characterized by the following features:

• a) a stator ( 2 ) is supported on a plurality of support elements ( 3 ), each having a universal joint ( 4 ) at the head end and at the foot end, so that a horizontal adjustment of the stator ( 2 ) is possible both in the axial direction and in the lateral direction ;
• b) each support element ( 3 ) forms, together with the universal joints ( 4 ) at the head end and at the foot end, a support unit ( 5 );
• c) each support unit ( 5 ) contains a load cell ( 6 ) for measuring the torque.

2. Dynamometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insge­ samt drei Stützeinheiten (5) vorgesehen sind und zwar zwei (5 a, 5 b) an einer Seite und eine ( 5 c) an der gegenüberliegenden Seite des Sta­ tors (2).2. Dynamometer according to claim 1, characterized in that a total of three support units ( 5 ) are provided, namely two ( 5 a , 5 b) on one side and one ( 5 c) on the opposite side of the gate ( 2 ). 3. Dynamometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kreuzgelenk (4) als Kugelgelenk ausgebildet ist.3. Dynamometer according to claim 1 or 2, characterized in that each universal joint ( 4 ) is designed as a ball joint. 4. Dynamometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kraftmeßdose (6) in die Stützeinheit (5) eingebaut ist.4. Dynamometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the load cell ( 6 ) is installed in the support unit ( 5 ). 5. Dynamometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Stelleinheit (18) zur Einstellung der Lage des Stators (2) und zur Verriegelung des Stators in der Einstellage vorge­ sehen ist.5. Dynamometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that an adjusting unit ( 18 ) for adjusting the position of the stator ( 2 ) and for locking the stator in the setting position is easily seen. 6. Dynamometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinheit mindestens eine Hydraulikeinheit (18) umfaßt.6. Dynamometer according to claim 5, characterized in that the actuating unit comprises at least one hydraulic unit ( 18 ). 7. Dynamometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hy­ draulikeinheit (18) als Kolben-Zylinder-Einheit mit ventilgesteuerten Kanälen (21, 21 a, 21 b) zwischen Zylinderkammern (20 a, 20 b) auf gegen­ überliegenden Seiten des Kolbens (19) ausgebildet ist.7. Dynamometer according to claim 6, characterized in that the hy draulic unit ( 18 ) as a piston-cylinder unit with valve-controlled channels ( 21, 21 a , 21 b) between cylinder chambers ( 20 a , 20 b) on opposite sides of the piston ( 19 ) is formed. 8. Dynamometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stützeinheiten (5) im wesentlichen vertikal ausge­ richtet, an ihrem jeweiligen Kopfende durch ein Kreuzgelenk (4) mit dem Stator (2) und an ihrem jeweiligen Fußende durch ein Kreuzgelenk (4) mit einer Rahmenplatte (12) verbunden sind.8. Dynamometer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the support units ( 5 ) are aligned substantially vertically, at their respective head end by a universal joint ( 4 ) with the stator ( 2 ) and at their respective foot end by Universal joint ( 4 ) are connected to a frame plate ( 12 ). 9. Dynamometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge jeder Stützeinheit (5) nach Wahl einstellbar ist.9. Dynamometer according to one of claims 1 to 8, characterized in that the length of each support unit ( 5 ) is adjustable. 10. Dynamometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützeinheit (5) eine Hydraulikeinheit (13 a, 13 b, 13 c , 13 d) zur wahl­ weisen Einstellung der Länge umfaßt. 10. Dynamometer according to claim 9, characterized in that each support unit ( 5 ) comprises a hydraulic unit ( 13 a , 13 b , 13 c , 13 d) for optional adjustment of the length.