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Vorrichtung zum Messen und Anzeigen von Umdrehungsgeschwindigkeiten.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung der durch Patent Nr. 12931 geschützten Vorrichtung. Es ist mit der genannten Vorrichtung wohl möglich, die Umdrehungsgeschwindigkeit z. B. einer Welle an und für sich zu messen, es ist daher ausgeschlossen, die Drehrichtung der Maschine ohneweiters abzulesen. Dies ist aber besonders bei Turbinen zum Antrieb von Schiffen von grossem Nutzen, da bei diesen, im Gegensatz zu Kolbenmaschinen. selbst im Maschinenraum die Drehrichtung nicht ohneweiters erkannt werden kann. Man hat aus diesem Grunde bereits Schauzeichen angeordnet, welche von einer direkt mit dem Geber zum Umdrehungs- anzeiger zusammengebauten kiemen Dynamomaschine betätigt werden und je nach der Stromrichtung den Vorwärts-bzw. Rückwärtsgang anzeigen.
Nach der Erfindung werden nun die zum Anzeigen der Umdrehungsgeschwindigkeit benutzten elastischen Körper, Federn, auch gleichzeitig zum Anzeigen der Drehrichtung der Maschine benutzt. Zu diesem Zwecke trifft man die Anordnung so, dass eine konstante Drehung von konstanter Geschwindigkeit und unveränderlicher Drehrichtung dazu benutzt wird, die zur Ablesung der Umlaufsgeschwindigkeit angeordneten Federn zusätzlich zu erregen. Je nach der Drehrichtung der mit der obengenannten Drehung zusammenwirkenden zu messenden Drehung wird eine Erhöhung oder Verminderung der abgelesenen Geschwindigkeit der zusätzlichen Drehung eintreten. so dass aus der resultierenden Drehgeschwindigkeit vollkommen eindeutig die Dreh-
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Drehung die eines rotierenden Magnetfeldes, wie in einem Drehstrommotor, benutzt wird.
Ist z. B. J die Welle, deren Umdrehungszahl und Umdrehungsrichtung gemessen werden soll. so ordnet man auf ihr einen Anker B mit einer Spule C an, der in einem Stator F drehbar ist. Die zweipolige Drehstromwicklung des letzteren ist dann an ein Drehstromnetz E'angeschlossen. Es wird in den meisten Fällen nicht erforderlich sein, eine besondere Anlage zur Speisung dieses zusätzlichen Hilfsfeldes herzustellen, sondern man wird die für die Speisung anderer Anlagen bereits vorhandenen Wechselstrom- bzw. Drehstrommaschinen benutzen können.
Bei beispielsweise 50 Perioden wird sich ein mit 3000 Umdrehungen in der Minute drehendes magnetisches Drehfefd bilden, das in der Ankerwicklung 0 bei stillstehender Welle A einen Wechselstrom von ebenfalls 50 Perioden in der Sekunde, d. h. 3000 Perioden in der Minute, induziert.
Uieser Wechselstrom erschüttert dann in der aus dem Stammpatente bekannten Weise mittels des Magneten D die Federreihe G, wodurch die auf die Eigenschwingung von 3 (M) 0 abgestimmte Feder gauss zwingt und an der Ska) a die entsprechende Tourenzahl 3000 angibt. Diese würde dann im vorliegenden Falle einer Tourenza. hl 0 der zu messenden Welle entspreehen.
Wenn sich nun die Welle A mit dem Anker B in der der Richtung des Drehfeldes entgegengesetzten Richtung dreht, wird in der Ankerwicklung C ein Strom von entsprechend höherer Periodenzahl erzeugt und dabei auch die eine höhere Tourenzahl andeutende Feder zum Ausschwingen gebracht. Wird dagegen die Welle. 4 in gleichem Sinne wie das Drehfeld gedreht, so verringern sich die auf die Federreihe G übertragenen Impulse und es schwingt eine Feder aus. welche eine geringere Tourenzahl andeutet. Auf diese Weise entstehen in dem Umdrehungs- unzeiger verschiedene Frequenzwerte, d. h. es werden verschiedene Federn zum Ausschwingen gebracht, je nachdem die Welle A einmal in der einen oder in der anderen Richtung, wenn auch beide Male gleich schnell, gedreht wird.
Auf diese Weise lässt sich am Umdrehungsanzeiger unmittelbar die Umdrehungszahl und auch die Drehrichtung deutlich erkennen.
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Für die Wahl der konstanten Umdrehungszahl No ist noch der folgende Umstand massgebend :
Bekanntlich tritt ein elastischer Körper nicht nur dann in Resonanz, wenn er Erschütterungen ausgesetzt ist, deren Frequenz gleich seiner Eigenschwingungszahl ist, sondern auch hei Er- schütterungen, deren Frequenz einen aliquoten Teil, z. B. die Hälfte, ein Dritte) usw. seiner Eigenschwingungszahl darstellt. Aus diesem Grunde muss die Grösse No so bemessen sein, dass sich in der Reihe der resultierenden Frequenzzahlen, welche zwischen den Grenzwerten -ma. x und No+ -max liegen, keine einzige finden lässt, welche einen aliquoten Teil einer anderen innerhalb dieser Zahlenreihe befindlichen Zahl darstellt.
Wird z. B. zur Erregung des Stators ein Drehstrom von 50 Perioden benutzt, so entspricht, wie eingangs erläutert worden ist, der Tourenzahl O der zu messenden Welle die resultierende Frequenzzahl 3000 pro Minute. Beträgt die maximale Tourenzahl der Prüfwelle 300, so liegen bei direktem Antrieb der Drehstrommotorwelle von der Prüfwelle die resultierenden Frequenzzahlen entsprechend den zwei Umdrehungsrichtungen der Welle zwischen 2700 und 3300. In diesem speziellen Falle sind die Verhältnisse von vornherein so gegeben, dass die resultierenden Frequenzzahlen in keinem einfachen arithmetischen Verhältnis zueinander stehen und dass das gleichzeitige Schwingen verschiedener Federn von vornherein ausgeschlossen ist.
Würde aber das Maximum der zu messenden Tourenzahl 1000 sein, so würden die resultierenden Frequenzzahlen zwischen den Grenzwerten 3000 und 4000 liegen ; in diesem Falle stünden demnach die äussersten Frequenxzahlen im Verhältnis l : 2. Würde nun die zu prüfende Welle mit 1000 Touren pro Minute in dem Sinne laufen, welchem als resultierende Frequenzzahl No-A"ma = 3000-1000= 2000 entspricht. so würde nicht allein die der Frequenzzahl 2000 entsprechende Zunge, sondern gleichzeitig auch die mit der Eigenschwingungszahl 4000 behaftete in Resonanz geraten.
Man würde demnach nicht in der Lage sein, zu erkennen, in welchem Sinne die Prüfwelle rotiert. Dieser Übelstand kann dadurch vermieden werden, dass man entweder No anders wählt oder dass man den Anker B des Wechselstromerzeugers nicht direkt auf die zu prüfende Welle aufsetzt, sondern seine Welle von der zu prüfenden Welle durch Zwischenschaltung einer ('besetzung von z. B. ant, reibt.
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und die resultierenden Frequenzzahlen liegen demzufolge zwischen den Grenzwerten 25'Mt und 3500. Hiedurch wird erreicht. dass in der Reihe der resultierenden Frequenzzahlen keine enthalten ist, welche einen aliquoten Teil der Frequenzzahl einer anderen Zunge darstellen würde.
Hei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ferner noch angenommen, dass eine Kontrolle der zusätzlichen Umdrehungszahl des magnetischen Feldes vorgenommen werden kann. Zu diesem Zwecke ist eine zweite Federreihe H angeordnet, die lediglich von dem pulsierenden Magnetfeld beeinflusst wird. Mit ihrer Hilfe können bei nicht gleichbleibender Periodenzahl et wa@ge Korrekturen der abgelesenen Umdrehungszahl vorgenommen werden, zweckm2ssig unter Ver-
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