WO2010051871A1 - Vorrichtung zur übertragung von drehmomenten - Google Patents

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WO2010051871A1
WO2010051871A1 PCT/EP2009/005966 EP2009005966W WO2010051871A1 WO 2010051871 A1 WO2010051871 A1 WO 2010051871A1 EP 2009005966 W EP2009005966 W EP 2009005966W WO 2010051871 A1 WO2010051871 A1 WO 2010051871A1
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WO
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shaft
torque
coil
bearing block
bearing
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PCT/EP2009/005966
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Inventor
Andreas Eicke
Joachim Heidemann
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Thyssenkrupp Egm Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means

Definitions

  • the invention relates to a device for transmitting torque referred to in the preamble of claim 1 Art.
  • Such devices are particularly known in the field of measuring technology, where they receive a torque at their input, which they transmit to the output of the device, where the input torque can be taken as output torque.
  • a shaft which is rotatably mounted.
  • rolling and plain bearings are used, which are designed such that the highest possible efficiency of the device is achieved.
  • a torque-transmitting shaft is first connected on the input side to a drive, which generates a torque.
  • the drive can consist, for example, of a motor or a geared motor combination, wherein different types of motors and gearboxes can be used.
  • the input torque of the device can also be generated in various ways and is not limited to the torque generation by a motor or a motor gear combination.
  • an output is arranged at the output of the device for transmitting torque, which serves to absorb the torque applied to the output of the device.
  • the output can serve to generate a load, with which the device is acted upon.
  • this arrangement is used, for example, to measure the torque generated by the drive.
  • the known devices for transmitting torque at the output of the device measuring means are arranged to determine the voltage applied to the output of the device torque and close it to the torque generated by the drive.
  • the known devices for transmitting torque have a torque transmitting shaft, a bearing block for supporting the shaft and measuring means for measuring a voltage applied to the shaft torque.
  • the invention has for its object to provide a device for transmitting torque referred to in the preamble of claim 1, in which the size is significantly reduced, whereby the space required also in the same way can be reduced.
  • the invention solves the underlying object in that the measuring means are at least partially integrated in the bearing block. This makes it possible to make the device much more compact, resulting in advantages in size as well as in the handling of the device.
  • the term component is also understood to mean an assembly or a product.
  • the term component also denotes an effective relationship between various elements, components, assemblies and products.
  • the shaft has indicator means for a voltage applied to the shaft torque. This gives rise to the advantage that the torque applied to the shaft can be measured in a simple manner.
  • the indicator means have at least one magnetized shaft section. This ensures that the transmitted through the shaft
  • Torque is measured directly on the shaft, which, for example, mechanical disturbances can be turned off. In addition, this ensures that the components necessary for the measurements can be reduced.
  • the measurement of a torque using a magnetized shaft section is known from EP 1 203 209 B1 and EP 1 483 551 B1 and will therefore not be explained in more detail here.
  • Another advantage is an improved adaptation of the device to the load acting on the device by the torque to be transmitted.
  • the adaptation of the device to the respective loads can be achieved in a simple manner that, for example, the torque transmitting Shaft is replaced by a matched to the expected loads shaft.
  • the downtime of the device can be minimized, for example, when used improperly.
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the magnetized shaft section is magnetized long-term. This results in the advantage that the shaft has a constant magnetic field, whereby the measurements of the torque transmitted through the shaft are inexpensive and sufficiently precise feasible.
  • the bearing block of a further advantageous development of the invention has at least one first shaft bearing and at least one second shaft bearing, so that the advantageous development is characterized in that the magnetized shaft section is arranged between the first and second shaft bearings.
  • a further advantageous development of the invention pelg is that the magnetized shaft portion is arranged equidistant from the first and second shaft bearings. Thereby, the torque transmitting shaft can be performed symmetrically, whereby a simple adjustment and a simplified Austau- see the shaft is possible.
  • the measuring means at least one coil for generating a voltage applied to the shaft at a change in torque have variable magnetic field.
  • the application of torque to the torque transmitting shaft causes the variable magnetic field generated by the coil to be affected.
  • the torque transmitted by the shaft can be closed in a simple manner, so that a low-maintenance device can be realized.
  • the device can be calibrated easily and inexpensively.
  • An expedient development of the invention consists in that the measuring means have at least one coil amplifier for amplifying the coil supply signals.
  • the coil amplifier is arranged on the bearing block, preferably integrated in the bearing block. In this way it is possible to make the arrangement of the coil amplifier in a small space. This also makes it possible to minimize the distance between coil amplifier and coil, whereby disturbances of the coil supply signal are significantly reduced.
  • the holding means can be removed, in particular in the assembled state of the bearing block the holding means can be removed. This ensures that the time required, for example, for a Exchange of the coil is significantly reduced. In addition, it is achieved that the device is quickly and easily adaptable to the requirements of the measurement. It also makes it possible to reduce maintenance times and also reduce maintenance costs.
  • the measuring means have at least one measuring transducer which is integrated in the bearing block.
  • the transducer it is possible to determine a measured variable, can be closed by the transmitted torque through the shaft. It is advantageous to use an electronic measuring transducer, which enables a computer-aided logging of the measured variable and thus simplifies the later evaluation of the measurement.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the sensor is a magnetic field sensor for sensing a voltage applied to the shaft by a change
  • Torque caused change of a magnetic field In this way, it is achieved that a change in the magnetic field is measurable, which can be closed to the voltage applied to the shaft torque, which affects the magnetic field. This makes it possible to carry out the measurement almost exclusively electronically, whereby a mechanical wear of the device is minimized or excluded. As a result, the life of the device is improved.
  • an advantageous development of the invention provides that the material of the shaft 50NiCrl3 and / or 45CrNiMol6 is or contains. Due to the material selection for the shaft based on the materials mentioned, it is achieved that the shaft is very hard is well adaptable to the device requirement. In addition, the shaft can be processed very well, whereby the manufacturing costs can be reduced. Furthermore, it has been found that the materials mentioned are very well suited for a long-term magnetization of the shaft.
  • An expedient development of the invention provides that the shaft is at least partially through hardened and in particular at least in sections a hardness of ⁇ 58 HRC according to DIN EN 10109 has.
  • the hardening of the shaft improves the mechanical properties for the measurement of the torque, thereby increasing the range of application of the device.
  • the embodiment of the device 2 has a bearing block 4, in which a torque transmitting shaft 6 is rotatably supported by a first shaft bearing 8 and a second shaft bearing 10.
  • a first shaft bearing 8 and the second shaft bearing 10 a deep groove ball bearing is used in each case.
  • the torque-transmitting shaft 6 transmits a drive torque 12, which is generated by a drive.
  • the drive and the connection of the torque transmitting shaft 6 to the drive are not shown for clarity.
  • the drive torque 12 is transmitted through the torque transmitting shaft 6 and delivered as output torque 14 at the shaft output end.
  • the shaft output end is also not shown for simplicity of illustration.
  • the torque transmitting shaft 6 is constructed symmetrically to a center plane 16 between the first shaft bearing 8 and the second shaft bearing 10. To the center of the first shaft bearing 8 and the second shaft bearing 10, the torque transmitting shaft 6 has a magnetized shaft portion 18 which is arranged in a shaft shoulder 20. The magnetized wave portion 18 is thus arranged equidistant from the first and second shaft bearings 8, 10.
  • a coil 22 is arranged, which generates an electric magnetic field.
  • the axis 24 of the coil is aligned parallel to the axial direction of the torque - transmitting shaft 6 and spaced therefrom.
  • the coil 22 is disposed in the bearing block 4, that upon loading of the torque transmitting shaft 6, the electric field generated by the coil 22 is influenced.
  • a coil amplifier 26 which amplifies the coil feeding signal.
  • the coil amplifier 26 is in turn connected to a signal source, which is not shown for clarity.
  • the coil amplifier 26 is arranged on the bearing block 4 by being screwed to the outer surface of the bearing block.
  • the coil amplifier is shown symbolized in the figure for clarity, so that its arrangement is not shown on the bearing block.
  • the bobbin 22 In order that the bobbin 22 can be removed more quickly from the bearing block 4, it is held in a holding means, which is formed by the bearing block 4 having a recess 28 into which the bobbin 22 is fastened by means of a cover 30. This makes it possible, by dissolving the cover 30 to replace the coil 22 non-destructive.
  • a transducer For measuring the electric magnetic field generated by the coil 22, a transducer is used, which is arranged in close proximity to the coil 22. By measuring the electrical magnetic field of the coil 22 through the transducer, it is possible to detect changes in the electrical magnetic field of the coil 22.
  • the transducer is connected in the embodiment with computer-aided evaluation, which are not shown for clarity.
  • the transducer is formed by a magnetic field sensor 32, by which it is possible to detect the changes in the electric magnetic field as a result of an applied by the applied torque 12 magnetic field of the magnetized shaft portion 18.
  • the torque transmitting shaft 6 is in the Embodiment of the material 50NiCrl3.
  • the shaft 6 is through hardened and has a hardness of 60 HRC according to DIN EN 10109.
  • the magnetized shaft portion 18 has a length measured in the axial direction of the shaft 6 of 50 mm in this embodiment. Furthermore, the shaft shoulder 20 has an axial length of 60 mm. The shaft diameter is 40 mm in this area.
  • the device 2 is not limited to the details mentioned. Thus, instead of a coil 22, a coil pair or a plurality of coil pairs can be used. Preference is given to the use of two pairs of coils which are arranged offset from each other in the radial direction about the magnetized shaft section 18 by 180 °.
  • the orientation of the coil 22 and the coils can be made in different ways, so that z. B. the coil axis 24 is arranged coaxially with the shaft 6.
  • the device 2 can in particular be part of a test bench for the functional testing of drive trains and / or components of drive trains, for example a transmission test bench for the functional testing of drives. In such a test stand, the device 2 serves to occurring

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Abstract

Eine Vorrichtung (2) zur Übertragung von Drehmomenten mit einer drehmomentübertragenden Welle (6) und einem Lagerbock (4) zur Lagerung der Welle (6) weist Messmittel zur Messung eines an der Welle (6) anliegenden Drehmomentes auf, die wenigstens teilweise in den Lagerbock (4) integriert sind.

Description

Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art .
Derartige Vorrichtungen sind insbesondere im Be- reich der Meßtechnik bekannt, wo sie an ihrem Eingang ein Drehmoment aufnehmen, welches sie an den Ausgang der Vorrichtung übertragen, an dem das Eingangsdrehmoment als Ausgangsdrehmoment abgenommen werden kann. Zur Übertragung des Eingangsdrehmoments an den Ausgang der Vorrichtung dient eine Welle, die drehbar gelagert ist. Für die Lagerung der Welle werden Wälz- wie auch Gleitlager verwendet, die derart ausgebildet sind, daß ein möglichst hoher Wirkungsgrad der Vorrichtung erreicht wird. Bei der Verwendung der Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten wird zunächst eingangsseitig eine drehmomentübertragende Welle mit einem Antrieb verbunden, der ein Drehmoment erzeugt. Der Antrieb kann dabei beispielsweise aus einem Motor oder einer Getriebemo- torkombination bestehen, wobei verschiedene Arten von Motoren und Getrieben werwendbar sind. Das Eingangs- drehmoment der Vorrichtung kann darüber hinaus auf verschiedene Arten und Weisen erzeugt werden und ist nicht auf die Drehmomenterzeugung durch einen Motor bzw. eine Motorgetriebekombination beschränkt. Bei den bekannten Vorrichtungen zur Übertragung von Drehmomenten ist am Ausgang der Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten ein Abtrieb angeordnet, der dazu dient, das an dem Ausgang der Vorrichtung an- liegende Drehmoment aufzunehmen. Dabei kann der Abtrieb dazu dienen, eine Last zu erzeugen, mit der die Vorrichtung beaufschlagt wird.
Bei den bekannten Vorrichtungen zur Übertragung von Drehmomenten dient diese Anordnung beispielsweise dazu, das durch den Antrieb erzeugte Drehmoment zu messen. Dabei werden bei den bekannten Vorrichtungen zur Übertragung von Drehmomenten am Ausgang der Vorrichtung Meßmittel angeordnet, um das am Ausgang der Vorrichtung anliegende Drehmoment festzustellen und darüber auf das durch den Antrieb erzeugte Drehmoment zu schließen.
Die bekannten Vorrichtungen zur Übertragung von Drehmomenten weisen eine drehmomentübertragende Welle, einen Lagerbock zur Lagerung der Welle und Meßmittel zur Messung eines an der Welle anliegenden Drehmoments auf.
Sie weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie zur Messung eines an der Welle anliegenden Drehmoments einen großen Raum beanspruchen, wodurch Wirkungsgradverluste und Meßfehler impliziert sein können, die durch vergleichsweise aufwendige Mittel kompensiert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, bei der die Baugröße signifikant reduziert ist, wodurch der benötigte Raum ebenfalls in gleicher Weise verringerbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Die Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß die Meßmittel wenigstens teilweise in den Lagerbock integriert sind. Dadurch ist es möglich, die Vorrichtung wesentlich kompakter zu gestalten, wodurch sich Vorteile in der Baugröße wie auch in der Handhabung der Vorrichtung ergeben.
Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff Bauteil auch eine Baugruppe oder ein Produkt verstanden. Damit kennzeichnet der Begriff Bauteil auch einen Wirkzusam- menhang verschiedener Elemente, Bauteile, Baugruppen und Produkte .
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Welle Indikatormittel für ein an der Welle anliegendes Drehmoment aufweist. Dadurch er- gibt sich der Vorteil, daß auf einfache Weise das an der Welle anliegende Drehmoment meßbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Indikatormittel wenigstens einen magnetisierten Wellenabschnitt aufweisen. Dadurch wird erreicht, daß das durch die Welle übertragene
Drehmoment direkt an der Welle meßbar ist, wodurch beispielsweise mechanische Störgrößen ausgeschaltet werden können. Zudem wird dadurch erreicht, daß die für die Messungen notwendigen Bauteile reduzierbar sind. Die Messung eines Drehmomentes unter Verwendung eines magnetisierten Wellenabschnittes ist aus EP 1 203 209 Bl und EP 1 483 551 Bl bekannt und wird daher hier nicht näher erläutert .
Ein weiterer Vorteil besteht in einer verbesserten Anpassung der Vorrichtung an die Belastung, die durch das zu übertragende Drehmoment auf die Vorrichtung wirkt. Die Anpassung der Vorrichtung an die jeweiligen Belastungen kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß beispielsweise die drehmomentübertragende Welle durch eine an die zu erwartenden Belastungen angepaßte Welle ausgetauscht wird. Zudem ist es dadurch möglich, beispielsweise bei einem Defekt der Welle diese schnell gegen eine neue Welle auszutauschen. Dadurch sind die Ausfallzeiten der Vorrichtung beispielsweise bei unsachgemäßem Gebrauch minimierbar.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der magnetisierte Wellenabschnitt langzeitmagnetisiert ist. Dadurch entsteht der Vorteil, daß die Welle ein konstantes Magnetfeld aufweist, wodurch die Messungen des durch die Welle übertragenen Drehmoments kostengünstig und ausreichend präzise durchführbar sind.
Ferner weist der Lagerbock einer weiteren vorteil - haften Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein erstes Wellenlager und wenigstens ein zweites Wellenlager auf, so daß die vorteilhafte Weiterbildung dadurch gekennzeichnet ist, daß der magnetisierte Wellenabschnitt zwischen erstem und zweitem Wellenlager angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Vorrichtung in ihren geometrischen Messungen weiter verringert werden kann, wodurch die Handhabung der Vorrichtung ebenfalls verbessert ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfin- düng besteht darin, daß der magnetisierte Wellenabschnitt äquidistant zum ersten und zweiten Wellenlager angeordnet ist. Dadurch kann die drehmomentübertragende Welle symmetrisch ausgeführt werden, wodurch eine einfache Justage sowie ein vereinfachtes Austau- sehen der Welle ermöglicht ist.
Darüber hinaus besteht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, daß die Meßmittel wenigstens eine Spule zur Erzeugung eines bei einer Veränderung des an der Welle anliegenden Drehmoments veränderlichen Magnetfeldes aufweisen. Das Anlegen eines Drehmoments an die drehmomentübertragende Welle führt dazu, daß das durch die Spule erzeugte veränderliche Magnetfeld beeinflußt wird. Dadurch kann auf ein- fache Weise auf das durch die Welle übertragene Drehmoment geschlossen werden, wodurch eine wartungsarme Vorrichtung realisierbar ist. Zudem kann auf diese Weise die Vorrichtung einfach und kostengünstig kalibriert werden. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Meßmittel wenigstens einen Spulenverstärker zur Verstärkung der Spulenspeisungssignale aufweisen.
Ferner sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbil- düng der Erfindung vor, daß der Spulenverstärker an dem Lagerbock angeordnet ist, vorzugsweise in den Lagerbock integriert ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Anordnung der Spulenverstärker auf kleinstem Raum vorzunehmen. Dadurch ist es ebenfalls möglich, die Strecke zwischen Spulenverstärker und Spule minimal auszuführen, wodurch Störungen des Spulenspeisungssignals signifikant reduziert sind.
Überdies sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Lagerbock wenigstens ein Halte- mittel zum Halten wenigstens einer Spule aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Anordnung der Spule bzw. der Spulen auf einfache und präzise Weise erfolgen kann, so daß der Aufwand für die Kalibrierung der Vorrichtung verringerbar ist. Ferner sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der
Erfindung vor, daß die Spule dem Haltemittel entnehmbar ist, insbesondere im Montagezustand des Lagerbocks dem Haltemittel entnehmbar ist. Dadurch wird erreicht, daß der zeitliche Aufwand beispielsweise für einen Aus- tausch der Spule maßgeblich verringert ist . Zudem wird dadurch erreicht, daß die Vorrichtung schnell und auf einfache Weise an die Anforderungen der Messung anpaßbar ist. Ferner ist es dadurch möglich, die Instandhal- tungszeiten zu reduzieren und zudem die Instandhaltungskosten zu verringern.
Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Meßmittel wenigstens einen Meßaufnehmer aufweisen, der in den La- gerbock integriert ist. Durch den Meßaufnehmer ist es möglich, eine Meßgröße zu ermitteln, durch die auf das durch die Welle übertragene Drehmoment geschlossen werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, einen elektronischen Meßaufnehmer zu verwenden, der eine rechnerunter- stützte Protokollierung der Meßgröße ermöglicht und damit die spätere Auswertung der Messung vereinfacht.
Ferner ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Meßaufnehmer ein Magnetfeldsensor ist zum Abfühlen einer durch eine Veränderung des an der Welle anliegenden
Drehmoments verursachten Änderung eines Magnetfeldes. Auf diese Weise wird erreicht, daß eine Veränderung des Magnetfeldes meßbar ist, wodurch auf das an der Welle anliegende Drehmoment geschlossen werden kann, welches das Magnetfeld beeinflußt. Dadurch ist es möglich, die Messung nahezu ausschließlich elektronisch vorzunehmen, wodurch ein mechanischer Verschleiß der Vorrichtung minimiert bzw. ausgeschlossen ist. Infolgedessen ist die Standzeit der Vorrichtung verbessert . Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Werkstoff der Welle 50NiCrl3 und/oder 45CrNiMol6 ist oder enthält. Durch die auf den genannten Werkstoffen basierende Material- wähl für die Welle wird erreicht, daß die Welle sehr gut an die Vorrichtungsanforderung anpaßbar ist. Zudem kann dadurch die Welle sehr gut bearbeitet werden, wodurch die Herstellkosten reduzierbar sind. Ferner hat sich gezeigt, daß die genannten Werkstoffe sehr gut für eine Langzeitmagnetisierung der Welle geeignet sind.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Welle wenigstens abschnittsweise durchgehärtet ist und insbesondere wenigstens abschnittsweise eine Härte von ≥ 58 HRC gemäß DIN EN 10109 auf- weist. Durch die Härtung der Welle werden die mechanischen Eigenschaften für die Messung des Drehmoments verbessert, wodurch der Anwendungsbereich der Vorrichtung vergrößert wird.
Ein erfindungsgemäßer Prüfstand zur Funktionsprü- fung von Antriebssträngen und/oder Bauteilen von Antriebssträngen ist im Anspruch 16 angegeben.
Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Prüfstand zur Funktionsprüfung von Antriebssträngen und/oder Bauteilen von Antriebssträngen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, ist im Anspruch 17 angegeben .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beige- fügten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar- gestellt ist. Dabei bilden alle in den Patentansprüchen beanspruchten, beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Pa- tentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Vorrich- tung in einer detailreduzierten Darstellungsweise.
Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 2 weist einen Lagerbock 4 auf, in dem eine drehmomentübertragende Welle 6 durch ein erstes Wellenlager 8 und ein zweites Wellenlager 10 drehbar gelagert ist. Für das erste Wellenlager 8 und das zweite Wellenlager 10 wird jeweils ein Rillenkugellager verwendet.
Die drehmomentübertragende Welle 6 überträgt ein Antriebsdrehmoment 12, welches durch einen Antrieb er- zeugt wird. Der Antrieb und die Verbindung der drehmomentübertragenden Welle 6 mit dem Antrieb sind zur besseren Übersicht nicht dargestellt.
Das Antriebsdrehmoment 12 wird durch die drehmomentübertragende Welle 6 übertragen und als Abtriebs- drehmoment 14 am Wellenabtriebsende abgegeben. Das Wellenabtriebsende ist zur Vereinfachung der Darstellung ebenfalls nicht dargestellt.
Die drehmomentübertragende Welle 6 ist zwischen dem ersten Wellenlager 8 und dem zweiten Wellenlager 10 symmetrisch zu einer Mittelebene 16 aufgebaut. Zur Mitte des ersten Wellenlagers 8 und des zweiten Wellenlagers 10 weist die drehmomentübertragende Welle 6 einen magnetisierten Wellenabschnitt 18 auf, der in einem Wellenabsatz 20 angeordnet ist. Der magnetisierte WeI- lenabschnitt 18 ist damit äquidistant zum ersten und zweiten Wellenlager 8, 10 angeordnet. Darüber hinaus ist in dem Lagerbock 4 eine Spule 22 angeordnet, die ein elektrisches Magnetfeld erzeugt. Die Achse 24 der Spule ist parallel zur axialen Richtung der drehmoment - übertragenden Welle 6 ausgerichtet und zu dieser beabstandet. Ferner ist die Spule 22 so in dem Lagerbock 4 angeordnet, daß bei Belastung der drehmomentübertragenden Welle 6 das durch die Spule 22 erzeugte elektrische Magnetfeld beeinflußt wird. Zum Betrieb der Spule 22 dient ein Spulenverstärker 26, der das Spulenspeisungssignal verstärkt. Der Spulenverstärker 26 ist wiederum mit einer Signalquelle verbunden, die zur besseren Übersicht nicht dargestellt ist.
Der Spulenverstärker 26 ist an dem Lagerbock 4 angeordnet, indem dieser an der Außenfläche des Lagerbocks angeschraubt ist. Der Spulenverstärker ist in der Figur zur besseren Übersicht symbolisiert dargestellt, so daß dessen Anordnung an dem Lagerbock nicht abgebildet ist.
Damit die Spule 22 schneller dem Lagerbock 4 entnehmbar ist, ist diese in einem Haltemittel gehalten, das dadurch gebildet ist, daß der Lagerbock 4 eine Aus- nehmung 28 aufweist, in die die Spule 22 mittels einer Abdeckung 30 befestigt ist. Dadurch ist es möglich, durch Lösen der Abdeckung 30 die Spule 22 zerstörungsfrei auszutauschen.
Zur Messung des elektrischen Magnetfeldes, das durch die Spule 22 erzeugt wird, dient ein Meßaufnehmer, der in unmittelbarer Nähe zur Spule 22 angeordnet ist. Durch die Messung des elektrischen Magnetfeldes der Spule 22 durch den Meßaufnehmer ist es möglich, Veränderungen des elektrischen Magnetfeldes der Spule 22 festzustellen. Der Meßaufnehmer ist in dem Ausführungsbeispiel mit rechnergestützten Auswertungsmitteln verbunden, die zur besseren Übersicht nicht dargestellt sind.
Der Meßaufnehmer ist durch einen Magnetfeldsensor 32 gebildet, durch den es möglich ist, die Veränderungen des elektrischen Magnetfeldes infolge eines durch das anliegende Drehmoment 12 veränderten Magnetfeldes des magnetisierten Wellenabschnitts 18 zu erfassen.
Die drehmomentübertragende Welle 6 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus dem Werkstoff 50NiCrl3. Darüber hinaus ist die Welle 6 durchgehärtet und weist eine Härte von 60 HRC gemäß DIN EN 10109 auf.
Der magnetisierte Wellenabschnitt 18 weist in die- sem Ausführungsbeispiel eine Länge, die in Axialrichtung der Welle 6 gemessen wird, von 50 mm auf. Ferner hat der Wellenabsatz 20 eine axiale Länge von 60 mm. Der Wellendurchmesser beträgt in diesem Bereich 40 mm. Die Vorrichtung 2 ist auf die genannten Details nicht beschränkt. So kann anstelle einer Spule 22 auch ein Spulenpaar oder mehrere Spulenpaare verwendet werden. Bevorzugt wird die Verwendung von zwei Spulenpaaren, die zueinander in radialer Richtung um den magne- tisierten Wellenabschnitt 18 um 180° versetzt angeord- net sind.
Ferner kann die Ausrichtung der Spule 22 bzw. der Spulen auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden, so daß z. B. die Spulenachse 24 koaxial zur Welle 6 angeordnet ist. Die Vorrichtung 2 kann erfindungsgemäß insbesondere Bestandteil eines PrüfStandes zur Funktionsprüfung von Antriebssträngen und/oder Bauteilen von Antriebs- strängen sein, beispielsweise eines Getriebeprüfstandes zur Funktionsprüfung von Antrieben. In einem derartigen Prüfstand dient die Vorrichtung 2 dazu, auftretende
Drehmomente zu messen, um anhand der gemessenen Drehmomente Aussagen darüber treffen zu können, ob ein zu prüfendes Bauteil, beispielsweise ein Getriebe, vorbestimmten Anforderungen genügt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomenten,
mit einer drehmomentübertragenden Welle,
mit einem Lagerbock zur Lagerung der Welle und
mit Meßmitteln zur Messung eines an der Welle anliegenden Drehmomentes,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßmittel wenigstens teilweise in den Lagerbock (4) integriert sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) Indikatormittel für ein an der Welle (6) anliegendes Drehmoment (12) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikatormittel wenigstens einen magnetisierten Wellenabschnitt (18) aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierte Wellenabschnitt (18) lang- zeitmagnetisiert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4 , wobei der Lagerbock (4) wenigstens ein erstes Wellenlager (8) und wenigstens ein zweites Wellenlager (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierte Wellenabschnitt (18) zwischen erstem und zweitem Wellenlager (8, 10) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, daß der magnetisierte Wellenabschnitt (18) äqui- distant zum ersten und zweiten Wellenlager (8, 10) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel wenigstens eine Spule (22) zur Erzeugung eines bei einer Veränderung des an der Welle (6) anliegenden Drehmomentes (12) veränderlichen Magnetfeldes aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel wenigstens einen Spulenverstärker (26) zur Verstärkung der Spulenspeisungssignale aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenverstärker (26) an dem Lagerbock (4) an- geordnet ist, vorzugsweise in den Lagerbock (4) integriert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (4) wenigstens ein Haltemittel zum Halten wenigstens einer Spule (22) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (22) dem Haltemittel entnehmbar ist, insbesondere im Montagezustand des Lagerbocks (4) dem Haltemittel entnehmbar ist .
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel wenigstens einen Meßaufnehmer aufweisen, der in den Lager- bock (4) integriert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßauf- nehmer ein Magnetfeldsensor (32) ist, zum Abfühlen einer durch eine Veränderung des an der Welle (6) anliegenden Drehmomentes (12) verursachten Änderung eines Magnetfeldes .
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Welle (6) 50NiCrl3 und/oder 45CrNiMol6 ist oder enthält.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) wenigstens abschnittsweise durchgehärtet ist und insbesondere wenigstens abschnittsweise eine Härte von ≥ 58 HRC gemäß DIN EN 10109 aufweist.
16. Prüfstand zur Funktionsprüfung von Antriebssträngen und/oder Bauteilen von Antriebssträngen, insbeson- dere von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstand wenigstens eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist .
17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der An- sprüche 1 bis 15 in einem Prüfstand zur Funktionsprüfung von Antriebssträngen und/oder Bauteilen von Antriebssträngen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215085A1 (de) * 2012-08-24 2014-05-28 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lagerring für ein Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Gleitlager
DE102013219079A1 (de) * 2013-09-23 2015-03-26 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Bauteil, Vorrichtung und Verfahren zur Messung einer Materialspannung mittels Magnetostriktion
DE102013018700B4 (de) * 2013-11-08 2020-10-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Einbauelement zur Aufnahme von Messmitteln
US9856967B2 (en) 2014-04-11 2018-01-02 Cnh Industrial America Llc Torque estimation for work machine power train
CN105823587A (zh) * 2016-03-22 2016-08-03 陈功 一种静力起吊机水平支撑轴弯矩检测器
JP6740908B2 (ja) * 2017-01-11 2020-08-19 日立金属株式会社 磁歪式トルクセンサ用シャフトの製造方法
JP6880469B2 (ja) * 2020-07-03 2021-06-02 日立金属株式会社 磁歪式トルクセンサ用シャフトの製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4908932A (en) 1986-03-03 1990-03-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a torque sensor
US5442966A (en) 1991-03-04 1995-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Torque sensor
EP1203209B1 (de) 1999-08-12 2004-02-25 Fast Technology AG Magnetisiertes wandlerelement fuer einen drehmoment- oder kraftsensor
EP1483551B1 (de) 2002-02-22 2006-11-15 ABAS Incorporated Gepulste drehmoment, kraft oder allgemeine messung mit spule und magnetfeldsensor (tangential, umfang)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1016731B (zh) * 1987-12-28 1992-05-20 久保田铁工株式会社 扭矩测量装置
DE19638191A1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Karl H Kessler Drehmomentsensor
US6370967B1 (en) * 1998-05-29 2002-04-16 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Torque sensor with joint means for producing a consistent magnetic effect
JP2001296193A (ja) * 2000-04-17 2001-10-26 Suzuki Motor Corp 操舵力検出用磁歪式トルクセンサ
KR100397712B1 (ko) * 2001-03-16 2003-09-13 주식회사 만도 차량용 토크센서
EP1504246B1 (de) * 2002-05-15 2013-07-10 The Timken Company Wirbelstromsensor zum messen des wellendrehmomentes
US6959781B2 (en) * 2003-02-04 2005-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Rotational torque detection mechanism and power steering apparatus
EP1716399B1 (de) * 2003-12-30 2018-02-21 Ncte Ag Drehmomentsensor
US20070247224A1 (en) * 2004-08-02 2007-10-25 Lutz May Sensor Electronic
JP5180483B2 (ja) * 2006-03-28 2013-04-10 本田技研工業株式会社 トルクセンサの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4908932A (en) 1986-03-03 1990-03-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a torque sensor
US5442966A (en) 1991-03-04 1995-08-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Torque sensor
EP1203209B1 (de) 1999-08-12 2004-02-25 Fast Technology AG Magnetisiertes wandlerelement fuer einen drehmoment- oder kraftsensor
EP1483551B1 (de) 2002-02-22 2006-11-15 ABAS Incorporated Gepulste drehmoment, kraft oder allgemeine messung mit spule und magnetfeldsensor (tangential, umfang)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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