DE4203551C2 - Messwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinrichtung verbindbare Meßwelle zur Bestimmung von Arbeitscharakteristika, z. B. Drehmoment und/oder Drehzahl an der Abtriebswelle.

Bei bekannten Meßwelleneinrichtungen ist die eigentliche Meßwelle zwischen zwei Bogenzahnkupplungen angeordnet, wobei das freie Ende der Meßwelleneinrichtung zum Abfangen von Querkräften zusätzlich in einem Lager gehalten ist. Damit erfordert die Meßwelleneinrichtung eine beträchtliche, meist unerwünschte Baulänge.

Aus der DE-OS 30 20 785 ist ein rohrförmiger Meßwandler bekannt, der lediglich zur Messung der axialen Schubkräfte einer Welle vorgesehen ist und diese mittels Schubspannungsmeßstreifen an Schwachstellen mißt, die hierfür am Rohr vorgesehen sind. Für die Messung anderer Charakteristika ist dieser Meßwandler nicht geeignet.

Aus der Z. Meßtechnische Briefe 24 (1988) S. 38ff ist es ferner bekannt, Verlagerungen einer Welle relativ zur Gleitlagerschale zu messen. Dies betrifft jedoch nicht die Messung von Arbeitscharakteristika, wie oben angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßwelle zu schaffen, die eine wesentlich kürzere Baulänge und einen erheblich geringeren apparativen Aufwand erfordert.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des Anspruchs 1. Nach dieser Lehre entfallen die zusätzliche Kupplung und das Lager und damit ein wesentlicher Teil der üblichen Baulänge. Damit verbunden ist ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil. Die Verwendung einer in Umfangsrichtung starren und in axialer Längsrichtung elastisch dehnbaren Meßhülse macht es erstmals möglich, völlig querkraft­ freie Messungen vornehmen zu können. Die Querkräfte werden durch eine Längsdehnung der Meßhülse voll kompensiert.

Die Längsdehnung der Meßhülse läßt sich gemäß den Ansprüchen 2 und 3 auf verschiedene Weise praktisch bewirken.

Eine weitere Maßnahme, die Baulänge zu verkürzen, besteht darin, daß anstelle einer üblichen Bogenzahnkupplung eine Kupplung mit Hirth-Verzahnung vorgesehen ist. Diese ist axial sehr kurz aufgebaut und gewährleistet eine so gut wie verlustfreie Kraftübertragung.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Meßwelle;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungs­ form einer Meßwelle;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Meßwelle und

Fig. 4 eine Abwicklung einer Meßhülse der Ausführungsform nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Meßwellenkörper 1, dessen rechtes Ende eine Hirthverzahnung 2 aufweist und mit einer entsprechend verzahn­ ten Kupplung 3 verschraubt ist. Diese ist an eine nicht dargestellte Abtriebswelle einer Antriebseinrichtung anschließ­ bar.

Mit 4 ist das Gehäuse der Meßwelleneinrichtung bezeichnet.

Wie die Zeichnung zeigt, trägt der rohrförmige Meßwellenkörper 1 eine Meßhülse 5, deren Durchmesser größer ist, als derjenige des Meßwellenkörpers 1. Die Enden der Meßhülse 5 weisen wellenförmige Ausstülpungen 6, 7 auf und sind fest, z. B. mittels Lötung oder Schweißung, mit dem Meßwellenkörper 1 verbunden.

Auf dem Umfang der Meßhülse 5 sind nicht dargestellte Dehnmeßstreifen oder dgl. angebracht.

Treten während des Meßvorganges Querkräfte, z. B. durch eine angekuppelte Last, auf, so ist die Meßhülse 5 über ihre Ausstülpungen 6, 7 in der Lage, sich axial auszudehnen, so daß die Querkräfte das Meßergebnis nicht verfälschen.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Soweit die Einzelelemente mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen, sind diese mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht weiter erläutert.

Wie Fig. 2 zeigt, brauchen die Enden der Meßhülse 5 nicht auf dem gleichen Durchmesser am Meßwellenkörper 1 befestigt sein. So ist anstelle der Ausstülpung 6 der Fig. 1 eine halbe Ausstülpung 8 vorgesehen, die an einer Stelle 10 des linken Flansches 9 des Meßwellenkörpers 1 befestigt ist, die auf einem größeren Durchmesser liegt als die Befestigungsstelle 11 der Ausstülpung 7.

Die Meßhülse kann auch im Hohlraum 12 des Meßwellenkörpers 1 angeordnet sein (nicht dargestellt).

Fig. 3 zeigt eine weitere Meßwellenausführung. Hierbei ist eine zylindrische Meßhülse 15 auf Schultern 13 eines Meßwellenkör­ pers 14 befestigt, wobei der wesentliche Teil der Meßhülse 15 mit radialem Abstand vom Umfang des Meßwellenkörpers 14 angeordnet ist.

Als Einrichtung zur elastischen Längsdehnung der Meßhülse 15 sind hier paarweise einander überlappende parallele Schlitze 16 in Umfangsrichtung der Meßhülse 15 vorgesehen.

In den Schlitzen sind mit kleinen Pfeilen 19, 20 bei einer axialen Längsdehnung der Meßhülse 15 infolge Querkräften, die durch die Pfeile 17, 18 bezeichnet sind, die Druck- und Zugwirkungen dieses Gebildes angegeben.

Zwischen den Überlappungsstellen der Schlitze 16 sind Dehnmeß­ streifen 21 angeordnet.

Claims (5)

1. Mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinrichtung verbindba­ re Meßwelle zur Bestimmung von Arbeitscharakteristika an der Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Meßwellenkörper (1, 14) eine mit ihr fest verbundene, mit Dehnmeßstreifen belegbare Meßhülse (5, 15) geringer Wandstärke trägt, deren Durchmesser vom Duchmesser des Meßwellenkörpers (1, 14) verschieden ist und daß die Meßhülse (5, 15) Einrichtungen (6, 7; 8; 16) aufweist, die die Meßhülse (5, 15) in Umfangsrichtung starr und in axialer Längsrichtung elastisch dehnbar halten.

2. Meßwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (6, 7, 8) zum elastisch dehnbaren Halten der Meßhülse (5, 15) darin bestehen, daß die Meßhülse (5) an mindestens einem ihrer Enden mindestens eine wellenförmige Ausstülpung (6, 7; 8) aufweist.

3. Meßwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Einrichtungen (16) zum elastisch dehnbaren Halten der Meßhülse (15) darin bestehen, daß die Meßhülse (15) in Umfangsrichtung paarweise einander überlappende, parallele Schlitze (16) aufweist.

4. Meßwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Meßhülse (5) an beliebigen Durchmessern (10, 11) des Meßwellenkörpers (1) befestigt sind.

5. Meßwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwellenkörper (1, 14) mittels einer Kupplung (3) mit Hirthverzahnung (2) mit der Arbeitswelle verbunden ist.