DE3525611A1 - ELECTRIC OR HYDRAULIC DYNAMOMETER WITH A COMPENSATING AXIS NOT ADAPTED WITH THE ROTATIONAL AXIS OF THE POWER SHAFT - Google Patents
ELECTRIC OR HYDRAULIC DYNAMOMETER WITH A COMPENSATING AXIS NOT ADAPTED WITH THE ROTATIONAL AXIS OF THE POWER SHAFTInfo
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Description
•If.• If.
Die Erfindung betrifft ein elektrisches oder hydraulisches Dynamometer mit einer Ausgleichsachse, die nicht mit der Rotationsachse der Leistungswelle zusammenfallend angeordnet ist. Wie bekannt ist, ist die Haupteigenschaft, die von Messvorrichtungen und -geräten gefordet wird, wie z.B. bei Dynamometern, höchste Präzision.The invention relates to an electric or hydraulic dynamometer with a compensation axis which is not arranged to coincide with the axis of rotation of the power shaft. As is well known, the main property required of measuring devices and devices, such as dynamometers, is highest precision.
Ein Dynamometer der bekannten Art, ob elektrisch oder hydraulisch, zum Messen der Leistung von Motoren, besteht generell aus einem Rotor und einem Stator, die koaxial angeordnet sind. Der Stator schwingt frei im Verhältnis zu dem Sockel und weist einen Arm auf, der mit seinem freien Ende auf ein dynamometrisches Messelement wirkt.A well-known type of dynamometer, whether electric or hydraulic, for measuring the power of motors, generally consists of a rotor and a stator, which are arranged coaxially. Of the The stator swings freely in relation to the base and has an arm that has its free end on a dynamometric Measuring element acts.
Die Welle des Rotors wird normalerweise über eine Kupplung mit der Antriebswelle verbunden, deren Leistung gemessen werden soll. Um die gewünschte Messung durchzuführen, wird der Rotor entsprechend gebremst, z.B. durch Wasserstrahl bei den hydraulischen Dynamometern oder durch Magnetfelder bei den elektrischen oder durch noch andere Mittel.The shaft of the rotor is usually connected to the drive shaft, the power of which is to be measured, via a coupling. In order to carry out the required measurement, the rotor is braked accordingly, e.g. with a water jet on the hydraulic Dynamometers or by magnetic fields in the case of electric or by other means.
Dadurch ergibt sich, dass der Stator einem Drehmoment unterliegt, so dass sein Arm eine gewisse Kraft auf das dynamometrische Messelement ausübt.This means that the stator is subject to a torque, so that its arm exerts a certain force on the dynamometric Measuring element exerts.
Da der Abstand des Anbrin gungspunktes des Messelementes von der Achse der Rotorwelle bekannt ist, genügt es, für die von dem dynamometrischen Messelement erfasste Kraft das Ergebnis dieses Abstandes zu nehmen, um den von dem geprüften Motor erzeugten Moment-Since the distance of the attachment point of the measuring element from the Axis of the rotor shaft is known, it is sufficient for that from the dynamometric Measuring element to take the result of this distance to the torque generated by the tested engine
wert zu erreichen.worth achieving.
Der von diesem dynamometrischen Messelement erreichte Präzisionsgrad ist sehr hoch, so dass sich auch der Präzisionsgrad des Dynamometers im Verhältnis zu letzterem als beachtlich erweist. Um das freie Schwingen des Stators zu erreichen, ist dieser seitlich mit zwei koaxialen Naben versehen, durch die die Rotorwelle hindurchgeht. Diese Naben werden von Lagern getragen, welche aufgrund der Abmessungen der Naben, besonders bei Dynamometern von hoher Leistung, selbst ebenfalls von erheblichen Abmessungen sind. Vorzugsweise handelt es sich um Kugel- oder Schwenkrollenlager, die dimensional nicht sehr präzise sind. Die dimensionale Präzision ist sehr wichtig, da die dynamometrischen Messelemente in der Lage sein müssen, auch die geringsten Belastungsveränderungen an dem Arm des Stators zu erfassen. Da das Gewicht des Dynamometers beachtlich ist und dieser stets um sehr kleine Strecken schwingt, neigen die Kugeln der Lager dazu, Vertiefungen in ihren Laufringen zu bewirken, die sich negativ auf die Genauigkeit der dynamometrischen Messelemente auswirken. The degree of precision achieved by this dynamometric measuring element is very high, so that the degree of precision of the dynamometer in relation to the latter proves to be considerable. In order to achieve the free swinging of the stator, it is to the side provided with two coaxial hubs through which the rotor shaft passes. These hubs are carried by bearings, which due to the dimensions of the hubs, especially in the case of dynamometers of high performance, themselves also of considerable dimensions are. They are preferably ball bearings or swivel roller bearings that are not very precise in terms of dimensions. The dimensional precision is very important as the dynamometric Measuring elements must be able to detect even the slightest changes in load on the arm of the stator. Since the weight of the dynamometer is considerable and it always swings very small distances, the balls of the bearings tend to tilt to create indentations in their races that are negative affect the accuracy of the dynamometric measuring elements.
Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, die Lager regelmässig zu drehen, um das Bilden dieser Vertiefungen durch die Kugeln zu verhindern oder wenigstens zu begrenzen. Diese Lösung hat sich jedoch nur als ein Notbehelf erwiesen, da die Lager nach und nach nur um den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kugeln gedreht werden können und ihre Dauer auf jeden Fall begrenzt ist. Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, die oben beklag-To avoid this, it is provided that the bearings are rotated regularly in order to prevent the balls from forming these depressions or at least limit it. However, this solution has only proven to be a stopgap measure, as the bearings are only gradually can be rotated by the distance between two consecutive balls and their duration is limited in any case. The purpose of the present invention is therefore that the above defendant
ten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung, die durch die Ansprüche gekennzeichnet ist, löst das Problem, indem sie ein elektrisches oder hydraulisches Dynamometer von ausgesprochener Präzision vorsieht, das in der Lage ist, diese Präzision auch auf die Dauer beizubehalten.avoid disadvantages. The invention defined by the claims marked, solves the problem by making an electric or hydraulic dynamometer of extreme precision provides that is able to maintain this precision in the long run.
Die durch die vorliegende Erfindung erreichten Vorteile bestehen hauptsächlich darin, dass bei einem so ausgelegten Dynamometer die Verwendung von Lagern möglich ist, welche trotz einer ausreireichenden Tragzahl sehr viel geringere Abmessungen im Verhältnis zu den bekannten Lagern haben und daher von erheblicher Präzision sind.The advantages achieved by the present invention are mainly that with a dynamometer so designed the use of bearings is possible, which despite a sufficient load rating is very much smaller in relation to dimensions have to the known bearings and are therefore of considerable precision.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass es dank der geringen Abmessungen der Lager möglich ist, auch andere Arten von Lagern mit grösserer dimensionaler Abmessung und geringeren Spielen zu verwenden.Another advantage of the present invention is the fact that, thanks to the small dimensions of the bearings, it is possible also other types of bearings with larger dimensional dimensions and lesser games.
Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, die mit den geringen Abmessungen der Lager zusammenhängt, ist die leichte Wartung dieser Lager gegenüber der bisher verwendeten Lager und deren längere Lebensdauer.Yet another advantage of the present invention related to the small size of the bearings is that they are lightweight Maintenance of these bearings compared to the previously used bearings and their longer service life.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass durch die Verwendung von Lagern mit geringen Abmessungen die Hysterese derselben sich erheblich verringert hat und folglich die passiven Widerstände des gesamten Dynamometers. Die Erfindung ist nachstehend besser im Detail dargestellt, und zwar mit Hilfe der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen. Another advantage of the present invention is the fact that, through the use of bearings with small dimensions the hysteresis of the same has decreased considerably and consequently the passive resistances of the entire dynamometer. The invention is illustrated in more detail below with the aid of the drawings which show an embodiment.
- Abb. 1 zeigt von der Seite her das Dynamometer nach der vorliegenden Erfindung;- Fig. 1 shows the dynamometer according to the present one from the side Invention;
- Abb. 2 zeigt dasselbe Dynamometer wie in Abbildung 1 von hinten gesehen;- Fig. 2 shows the same dynamometer as in Fig. 1 seen from behind;
- Abb. 3 zeigt teilweise im Schnitt entlang der Rotorachse ein Detail des Dynamometers nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 3 shows, partly in section along the rotor axis, a detail of the dynamometer according to the present invention;
- Abb. 4 zeigt im Schnitt eine Verwirklichungsvariante des Details aus Abbildung 3.- Fig. 4 shows in section an implementation variant of the detail from Figure 3.
Wie in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt ist, besteht das Dynamometer aus einem Stator 1, der von einem Sockel 9 getragen wird, und aus einem koaxialen Rotor (nicht gezeigt). Der Rotor ist an eine Welle 2 angeschlossen, die aus dem Stator 1 herausragt, und an diese Welle 2 wird normalerweise über eine Kupplung (nicht gezeigt) koaxial die Antriebswelle angeschlossen, deren Leistung gemessen werden soll. Der Stator 1 enthält beiderseitig zwei koaxiale Naben 12, durch welche die Rotorwelle 2 läuft, sowie radial angeordnet einen Arm 3, der mit seinem freien Ende auf ein dynamometrisches Messelement 4 wirkt, zum Beispiel ein Gewichtsgeber, getragen von dem Sockel 9.As shown in Figures 1 and 2, there is the dynamometer a stator 1 carried by a base 9 and a coaxial rotor (not shown). The rotor is connected to a shaft 2 which protrudes from the stator 1, and to this shaft 2 is normally via a coupling (not shown) coaxially connected to the drive shaft whose power is to be measured. The stator 1 contains two coaxial hubs 12 on both sides, through which the rotor shaft 2 runs, and one arranged radially Arm 3, the free end of which acts on a dynamometric measuring element 4, for example a weight transmitter, carried by the base 9.
Übereinstimmend mit der vorliegenden Erfindung (s. Abb. 3) ist jede Nabe 12 des Stators 1 mit einem entsprechenden Bund 13 versehen, der durch ein Befestigungselement 14 gehalten wird, wie zum Beispiel eine Nutmutter, und im Verhältnis zu der entsprechenden Nabe 12 durch ein oder mehrere Bezugselemente 15, wie zum Beispiel Stifte, am Drehen gehindert wird.In accordance with the present invention (see Fig. 3), each hub 12 of the stator 1 is provided with a corresponding collar 13, which is held by a fastener 14, such as a locknut, and in relation to the corresponding one Hub 12 is prevented from rotating by one or more reference elements 15, such as for example pins.
Jeder Bund 13 enthält einen radial angeordneten Tragarm 5, der an seinem freien Ende von einem Zapfen 6 durchdrungen ist, u/elcher Durch Lager 7 von einem an dem Sockel 9 befestigten Halteelement 8 getragen wird.Each collar 13 contains a radially arranged support arm 5, which is penetrated at its free end by a pin 6, u / elcher is carried by a bearing 7 of a holding element 8 fastened to the base 9.
Bei der vorgezogenen und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Verwirklichungsform sind die Tragarme 5 grundsätzlich vertikal und unterhalb der Rotorwelle 2 zueinander ausgerichtet. -In the case of the preferred and shown in the accompanying drawings In one embodiment, the support arms 5 are basically aligned vertically and below the rotor shaft 2 with respect to one another. -
Die Zapfen 6 sind von der Art mit Kopf 16 an dem einen Ende und mit einem Gewindestück an dem anderen Ende.The pins 6 are of the type with head 16 at one end and with a threaded piece at the other end.
Zwischen jedem Tragarm 5 und den internen Ringen der entsprechenden Lager 7 sind Abstandsstücke 17 vorgesehen. Die Blockierung der internen Ringe der Lager 7, der Abstandsstücke 17 und des entsprechenden Tragarms 5 erfolgt durch den Kopf 16 des Zapfens 6 selbst und durch eine Nutmutter oder Mutter 18, die auf das mit Gewinde versehene Ende des Zapfens 6 selbst aufgeschraubt ist. Bei Entblockung der Nutmuttern oder Muttern 18 ist es möglich, die Zapfen 6 zu drehen, um von Zeit zu Zeit die Position der Volventenelemente der Lager 7 zu verändern. Auf diese Weise wird ein Abschnitt der Lager 7 in den Bereich der maximalen Belastung gebrcaht, der vorher noch keiner Belastung unterlegen hat.Between each support arm 5 and the internal rings of the corresponding one Spacers 17 are provided for bearings 7. The blocking of the internal rings of the bearings 7, the spacers 17 and of the corresponding support arm 5 is carried out by the head 16 of the pin 6 itself and by a nut or nut 18, the is screwed onto the threaded end of the pin 6 itself. When unblocking the locknuts or nuts 18 is it is possible to rotate the journals 6 in order to change the position of the volute elements of the bearings 7 from time to time. To this In this way, a section of the bearings 7 is brought into the area of the maximum load which has not previously been subjected to any load Has.
Jeder Zapfen 6 kann frei mit dem eigenen Sitz in dem entsprechenden Tragarm 5 verbunden werden, das heisst vorzugsweise im Falle von Dynamometern mit geringer Leistung, um die Anlaufreibung zu begrenzen. Andererseits kann jeder Tragarm 5 (s. Abb. 3) an sei-Each pin 6 can freely with its own seat in the corresponding Support arm 5 are connected, that is, preferably in the case of dynamometers with low power, in order to reduce the start-up friction limit. On the other hand, each support arm 5 (see Fig. 3) can be attached to its
nem freien Ende einen zu der Achse des entsprechenden Zapfens 6 koplanaren Einschnitt haben und von einer zu letzterem rechtwinklig verlaufenden Schraube 19 durchdrungen sein, um denselben zu blockieren.at its free end one to the axis of the corresponding pin 6 have coplanar incision and be penetrated by a screw 19 extending at right angles to the latter to the same To block.
Wie in der Abbildung 4 gezeigt wird, sind die Lager 7 von einem der beiden Tragarme 5 frei, sich axial in ihrem eigenen, äusseren Sitz 20 zu bewegen, der in das entsprechende Halteelement 8 eingearbeitet ist, um das Auffangen der durch hauptsächlich thermische Ursachen sich ergebenden axialen Dehnungen zu ermöglichen. Um die von dem Motor auf das Dynamometer übertragenen Wirkungen der Vibrationen herabzusetzen, ist das Einsetzen von elastischen Supporten 10 zwischen den Halteelementen 8 und dem Sockel 9 vorgesehen (s. Abb. 3).As shown in Figure 4, the bearings 7 are free from one of the two support arms 5, axially in their own outer To move the seat 20, which is incorporated in the corresponding retaining element 8, in order to absorb the mainly thermal Causes resulting axial strains to allow. About the effects transmitted from the engine to the dynamometer To reduce the vibrations, is the insertion of elastic supports 10 between the holding elements 8 and the base 9 (see Fig. 3).
In der in Abbildung 4 gezeigten Ausführung ist zwecks Herabsetzung dieser Vibrationswirkungen dagegen das Einsetzen eines elastischen Ringes 11 zwischen jedem Tragarm 5 und dem entsprechenden Zapfen 6 vorgesehen.In the version shown in Figure 4 is for the purpose of reduction this vibration effects, however, the insertion of an elastic ring 11 between each support arm 5 and the corresponding one Pin 6 is provided.
In der praktischen Verwirklichung sind natürlich weitere bekannte Elemente vorsehbar, die nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, wie z.B. Deckel zum Verschliessen der Sitze 20 an den Halteelementen 8, um die negativen Einwirkungen auf die Präzision des Dynamometers nach der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.In the practical implementation, further known elements can of course be provided which do not fall within the scope of the present invention Invention, such as cover for closing the seats 20 on the holding elements 8, to avoid the negative effects to limit the precision of the dynamometer of the present invention.
Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, unter denen zum Beispiel die Tragarme 5 direkt aus den Naben 12 erhalten werden können, die jedoch aber alle in den Be-The invention so designed is subject to numerous changes and variants, among which, for example, the support arms 5 directly from the Hubs 12 can be obtained, but all of them in the
reich des erfinderischen Konzepts fallen. Ausserdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht werden.fall rich of inventive concept. In addition, everyone can Details can be exchanged for technically equivalent elements.
/14./ 14.
ELEKTRISCHES ODER HYDRAULISCHES DYNAMOMETER MIT EINER AUSGLEICHSACHSE, DIE NICHT MIT DER ROTATIONSACHSE DER LEISTUNGSWELLE ZUSAMMENFALLEND ANGEORDNET IST.ELECTRIC OR HYDRAULIC DYNAMOMETER WITH A BALANCING AXIS NOT COVERED WITH THE ROTATION AXIS OF THE POWER SHAFT.
Die Erfindung fällt in den technischen Bereich der elektrischen oder hydraulischen Dynamometer und löst das Problem der Durchführung von genaueren Messungen, auch über längere Zeiträume, indem der Stator (1) mit einem Paar von Tragarmen (5) versehen ist, die vertikal und jeweils von einem entsprechenden Zapfen (6) durchdrungen sind, der parallel zu der Welle (2) des Rotors und der Leistungsübertragung sind, so dass die Ausgleichsachse parallel zu der Achse der Leistungswelle (2) verläuft. Die koaxialen Zapfen (6) werden jeweils durch ein Halteelement (8) getragen, das durch Lager (7) an dem Sockel (9) befestigt ist. Zwischen den Tragarmen (5) und den Zapfen (6) oder zwischen den Halteelementen (8) und dem Sockel (9) können elastische Ringe (10) oder entsprechende elastische Supporte (11) vorgesehen werden, um die Vibrationen zu dämpfen.The invention falls within the technical field of electrical or hydraulic dynamometer and solves the problem of implementation of more precise measurements, even over longer periods of time, by providing the stator (1) with a pair of support arms (5) is vertical and each penetrated by a respective pin (6) parallel to the shaft (2) of the rotor and the power transmission are so that the balancing axis is parallel to the axis of the power shaft (2). The coaxial pins (6) are each carried by a holding element (8) which is fastened to the base (9) by means of bearings (7) is. Elastic Rings (10) or corresponding elastic supports (11) are provided to dampen the vibrations.
Claims (10)
ein dynamometrisches Messelement (4) wirkt, sowie aus einem Rotor, aufgezogen auf die Leistungswelle (2) und koaxial zu dem genannten Stator (1), dadurch gekennzeichnet, dass seine Ausgleichsachse nicht mit der Achse der genannten Leistungswelle (2) zusammenfallend angeordnet ist. 1) Electric or hydraulic dynamometer, consisting of a stator (1), which swings freely in relation to a base (9) and is provided with an arm (3) which opens up
a dynamometric measuring element (4) acts, as well as from a rotor, drawn on the power shaft (2) and coaxially to said stator (1), characterized in that its compensation axis is not arranged to coincide with the axis of said power shaft (2).
auf der eigenen vertikalen Schwerpunktachse befindet.3. Dynamometer according to claim 1, characterized in that said balancing axis is basically
is located on its own vertical center of gravity.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| IT03330/85A IT1187310B (en) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | ELECTRIC OR HYDRAULIC DYNAMOMETER WITH TILTING AXIS NOT COINCIDENT WITH THE ROTATION AXIS OF THE POWER TRANSMISSION SHAFT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3525611A1 true DE3525611A1 (en) | 1986-08-14 |
Family
ID=11105107
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19853525611 Ceased DE3525611A1 (en) | 1985-02-08 | 1985-07-18 | ELECTRIC OR HYDRAULIC DYNAMOMETER WITH A COMPENSATING AXIS NOT ADAPTED WITH THE ROTATIONAL AXIS OF THE POWER SHAFT |
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| IT (1) | IT1187310B (en) |
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| DE102005052225A1 (en) * | 2005-10-29 | 2007-05-03 | Matthias Uhl | Electric motor e.g. direct current motor, has rotor that is separately rotated around central axis or motor shaft, and stator that is movably supported around horizontal oscillating layer that runs through central axis or motor shaft |
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| IT1187310B (en) | 1987-12-23 |
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