184832. lajstromszámú szabadalom • Erőnyomatékmérő cella, különösen teljesítményméréshez
1 184 832 2 A találmány tárgya erőnyomatékmérő cella, különösen teljesítménymérési feladatok elvégzésére, amelynek nyomatékforráshoz csatlakoztatható fékje, a fékhez egyik végével szilárdan csatlakozó, másik végével szilárd alaphoz viszonyítva megfogott mérőkarja van. A találmány szerinti cella különösen motorok teljesítményének mérésére alkalmas. Az ipari méréstechnikában gyakran előforduló feladat robbanómotorok, villamos motorok és más erőgépek teljesítményének mérése. Villamos motorok esetében a teljesítmény közvetlenül is viszonylag jól mérhető, de a robbanómotorok teljesítménye csak közvetett módszerekkel mérhető meg. Ha a közvetlen mérés hatásfokcsökkenést okozó hatása jelentős, a villamos motorok esetében is a közvetett módszerek alkalmazására van szükség. A teljesítménymérés közvetett módszerében a vizsgálandó motort fékpadon szerelik fel. Az egyik elterjedt eljárás szerint a vizsgált gép és fékező nyomatékot előállító fékrendszer közé torziós elven működő nyomatékmérőt építenek be. Ebben az esetben a vizsgált gép hajtott tengelye és a nyomatékmérő közé tengelykapcsolót szerelnek be. Ugyanígy a nyomatékmérő kimenetére is tengelykapcsoló kerül, amely a fékrendszerrel csatlakozik. Ilyenkor a vizsgált gép, a nyomatékmérő és a fékrendszer egytengelyűségét nagy pontossággal kell biztosítani, mert különben a mérést jelentős hiba terhelheti. Egy másik ismert megoldás szerint a vizsgált gép nyomatékját úu. mérlegrendszerű fékrendszerrel mérik. A fékezéshez régebben mechanikai elven működő eszközöket, ma már gyakorlatikig kizárólag generátoros vgv hidraulikus rendszereket alkalmaznak. A mérés lényege az, hogy a vizsgált géppel elforgatható fékrendszert hajtanak meg. A fékrendszer kör alakú külső köpenye szolgál a vizsgált gép teljesítményének felvételére. Ezt a külső köpenyt egy erőmérő cellára vezetik és a cellában keletkező erőt mérik. Ma már szinte kizárólag villamos erőmérő cellát alkalmaznak. Az ilyen elrendezésben, amilyen egyebek között az 1 567 440 számú angol szabadalmi leírásból ismerhető meg, a köpenyt meghatározott hosszúságú karral kötik az erőmérő cellához. A kar hosszúsága ennek megfelelően meghatározó paraméter és a karnak a terhelés hatására bekövetkező kihajlása a mérési pontosságot csökkenti. Gondokat okoz, hogy a mérést általában a motor mindkét forgási lányában el kell végezni, Ez a követelmény az erőmére cella felépítésével szemben jelent komoly igényeket, annak ugyanis mindkét irányban azonos módon, minimális hiszterézisse! kell mérnie. A mérőkarnak merőlegesnek kell lennie az erőnyomaték karjára, mivel az erőmérő cella érzékenysége és mérési pontossága a hatóerő hatásvonalának változásával változó. A belsőégésű motorok vizsgálatakor nehézséget okoz az is, hogy a többhengeres motor járásának egyenetlensége miatt a mérőkarra változó nagyságú és irányú erők hatnak, amelyek az erőmérő cellába átadódnak és a mérés érzékenységét, pontosságát ellenőrizhetetlen módon befolyásolják. Ennek kiküszöbölésére az erőmérő cellát mechanikus vagy más elven működő lengéscsillapítón keresztül kapcsolják a köpenyhez csatlakozó karhoz. Ez a megoldás viszont helyigényes és mechanikai felépítése bonyolult. Az is problémát okoz, hogy a kitámasztás miatt a mérlegrendszer hitelesítése nehezen végrehajtható. A találmány célja olyan mérlegrendszerü fékrendszeres erőnyomatékmérő cella kidolgozása, amely a motorok nyomatékának mérésére alkalmazott megoldások ismertetett hátrányait jelentős mértékben kiküszöböli. A találmány alapja az a felismerés, hogy az erőnyomatékmérő elrendezések mérőkarja önmagában is alkalmas hajlító igénybevételek révén a mérési feladat megbízható elvégzésére, ha rajta alakítjuk ki a mérőcellát, amely a mérőkar kihajlásával arányos mérési jelet tud szolgáltatni. A felismerés hasznositásában különösen fontos, hogy a korszerű méréstechnika érzékeny eszközei lehetőséget nyújtanak a kis kihajlások alapján nagy pontosságú mérés elvégzésére. Célunkat olyan erőnyomatékmérő cella kidolgozásával érjük el, amely különösen motorok teljesítményének mérésére alkalmas és nyomatékforráshoz csatlakoztatható fékkel a fékhez viszonyítva egyik végén szilárdan a fékhez csatlakoztatott, másik végével szilárd alaphoz viszonyítva megfogott mérőkarral van ellátva, és a találmány szerint a mérökar mérőcellaként van kialakítva. Mérőcella mérőelemeként felhasználható előnyösen a korszerű félvezető nyúlásmérő bélyegek, vagy szükség esetén elmozdulásvektor lézerfényes mérése is előnyös lehet. A mérőkar másik végét előnyös rugalmas megfogással kialakítani, amikor is a belsőégésű motorok méréséhez különösen kedvező feltételek jönnek létre. A mérőkar lehel tengelyszimmetrikus kialakítású, és rajta a nyúlásmérő bélyegeket előnyösen négyesével szimmetrikusan helyezzük el. A találmány szerinti erőnyomatékmérő cella kiküszöböli az ismeri megoldásokban a nagy igénybevételek miatt kialakuló hibalehetőségeket és éppen a hibák egyik forrását hasznosítja a megbízható mérés elvégzésére. A találmány tárgyát a továbbiakban egy példaként kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti erönyomatékmérő cella vázlata a fékpadra szerelten, míg a 2. ábra a találmány szerinti erönyomatékmérő cella egy előnyös kiviteli alakjának vázlata. A találmány szerinti erönyomatékmérő cella lékje M nyomatékot biztosító, a rajzon nem ábrázolt nyomatékforráshoz csatlakozik. A csatlakozás lehet mechanikus, hidraulikus vagy generátoros. Az 1 fékhez 2 mérőkar csatlakozik, A 2 mérőkar az 1 féken szilárdan, elmozdulásmentesen van felerősítve, és másik vége 3 talajon ki van kötve. Rajta az 1 fék köpenyének forgástengelyétől k távolságra 4 nyúlásmérő bé!yege(ke)t helyezünk el. Általában a feladattól függően célszerűen négy, nyolc stb. nyúlásmérő bélyeget alkalmaznak, mivel ily módon a Wheatstone-hid kapcsolása könnyen és nagy megbízhatósággal létrehozható. A 4 nyúlásmérő bélyegek) kimenete a rajzon nem ábrázolt mérő-átalakító berendezéshez van csatlakoztatva. Célszerű lehet 5 10 15 20 25 30 35 4G !)(' 55 6C 65 2
