DD262281A1

DD262281A1 - Vorrichtung zum messen des propellerschubes

Info

Publication number: DD262281A1
Application number: DD30469687A
Authority: DD
Inventors: Juergen Schoof; Herbert Strickert
Original assignee: Schiffbau Veb K
Priority date: 1987-07-07
Filing date: 1987-07-07
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Propellerschubes insbesondere zum Messen der Axialkraft in Vortriebswellen, mit der ein getrenntes Messen der Laengskraft und des Drehmomentes an Wellenleitungen moeglich ist, insbesondere eine Vorrichtung zum Messen des Propellerschubes an Schiffswellenleitungen. Die Erfindung wird mit einer Vorrichtung, bestehend aus zwei ringfoermig in einem bestimmten Abstand voneinander um die Propellerwelle befestigten schellenfoermigen Spannringen dadurch geloest, dass zwischen die zwei jeweils aus zwei Halbringen zusammenschraubbaren und an ihrer Innenseite mit einer Schneidkante versehenen Spannringe um die Welle ein Rohrstueck gespannt wird, das mindestens an einem Spannring gegen diesen Spannring verdrehbar gelagert ist, indem mindestens einer der Spannringe als Drucklager ausgebildet ist. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum getrennten Messen der Längskraft und des Drehmomentes an Wellenleitungen, insbesondere an Schiffswellenleitungen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Soll der Propellerschub auf Schiffen gemessen werden, dann eignet sich für die Nachrüstung auf Schiffen besonders das Verfahren, das die Längsdehnung der Wellenleitung infolge des Propellerschubes mißt. Unter dem Aspekt der Nachrüstung wird vorteilhafter Weise die Dehnung an der Oberfläche der Welle gemessen.

Verlagerungen bzw. Dehnungen auf der Wellenoberfläche rühren nicht allein von der Längskraft her. Das Drehmoment, das zwangsläufig immer mit der Längskraft gekoppelt ist, sowie Biegemomente und Temperaturänderungen rufen ebenfalls Dehnungen hervor, die unter realen Bedingungen sogar erheblich größer als die längskraftbedingten Dehnungen sind. Von Einflüssen durch Biegung und Temperaturänderungen hat man sich bei den bekannten Schubmeßverfahren hinreichend befreit, so daß als Hauptproblem der Drehmomenteinfluß auf die Schubkraftanzeige verbleibt. Der relative Fehler F der Anzeige hängt mit dem Montagefehlerwinkel δ gemäß F = - (1 - cos2ö) - tan2p₀ · sin2δ zusammen (p₀ = Winkel zwischen Metallinieund Hauptdehnungsrichtung).

Für Schiffswellen, die nach den Vorschriften der Klassifikationsbehörden zu dimensionieren sind, liegt p₀ praktisch im Bereich 43°...44°, so daß eine Abweichung der Meßelement-Hauptachse von der Wellenmantellinie bzw. von der Senkrechten zur Mantellinie um nur 1° bereits einen Anzeigefehler im Bereich 40 bis 60% nach sich zieht.

Zur Beseitigung des Drehmomenteneinflusses sind verschiedene Verfahren bekannt.

In der DR-PS 523062 von 1931 „Schubmesser für rotierende Wellen" und in der DD-PS 236593 „Einrichtung zum Messender Längskraft und des Drehmomentes" werden Meßverfahren beschrieben, bei denen die Längsdehnung im Zentrum einer hohlgebohrten Welle gemessen wird. Im Zentrum einer Welle ist bekanntlich der Drehmomenteinfluß minimal. Zu diesem Zweck muß jedoch die Wellenleitung hohlgebohrt werden, was die Anwendung vorzugsweise auf Neubauten beschränkt.

In der Zeitschrift Holland Shipbuilding 23 (1974) H. 9, S. 735 wurde von Hylarides ein Verfahren beschrieben, bei dem 90° Dehnungsmeßschleifrosetten in einer Brücke verschaltet werden. Die Reihenschaltung der Längs- und Quer-Dehnungsmeßstreifen der 90° Rosette in einem Brückenzweig ermöglicht eine weitgehende Beseitigung des Drehmomenteinflusses. Die Empfindlichkeit dieser speziellen Brückenschaltung ist jedoch geringer als eine konventionelle Vollbrücke, da in jedem Halbbrückenzweig nur eine aktive 90° Dehnungsmeßstreifenrosette vorhanden ist. Die zweite Rosette kann nur passiv zur Temperaturkompensation verwendet werden. Durch die geringen Dehnungen bei der Schubmessung befindet sich die Meßeinrichtung an der Grenze der Empfindlichkeit. Die Dehnungsmeßstreifen müssen direkt auf die Wellenleitung geklebt werden.

Nachteilig wirkt sich hierbei jedoch aus, daß dauerhafte Klebungen an der Wellenleitung im Wellentunnel nur unter großem Aufwand möglich sind.

In der Dissertation „Ein Beitrag zur Propellerschubmessung an Schiffswellen", IH für Seefahrt Warnemünde/Wustrow, 1984, und in dem Artikel über den Thornton-Schubmesser, The Motor Ship 58, N. 692 (1978) H.3, S. 91-101 wird der Drehmomenteneinfluß im Experiment bestimmt. Da der Drehmomenteinfluß im Schubmeßsignal ein systematischer Fehler ist, kann der Fehler bei bekanntem Drehmoment durch die nachfolgende Meßwertverarbeitung korrigiert werden. Zur Bestimmung des Drehmomenteinflusses sind Kalibriervorrichtungen, wie in der DD-PS 241781, sowie Meßfahrten mit dem Schiff unter definierten Bedingungen erforderlich.

Schließlich wird in der GB-PA 2168498 eine Vorrichtung zum Messen des Schubes in rotierenden Wellen vorgeschlagen, bei der zwischen zwei ringförmig in einem bestimmten Abstand voneinander um die Welle befestigten Klammern, an denen jeweils Träger so angebracht sind, daß an einer Schubplatte bei Belastung über ein Eichmaß der Schub ermittelt werden kann. Aber auch bei dieser Einrichtung sind die Aufwendungen zur Ermittlung des Drehmomenteinflusses im Schubsignal sehr hoch.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine ökonomisch günstig zu fertigende und technisch einfachere Vorrichtung zur Schubmessung zu schaffen,die nachträglich an der Welle ohne großen Aufwand montiert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schubmeßvorrichtung zu schaffen, durch die der Schub ohne Drehmomentanteil auf der Wellenleitung gemessen werden kann.

Die Erfindung wird mit einer Vorrichtung, bestehend aus zwei ringförmig in einem Abstand voneinander um die Propellerwelle befestigten schellenförmigen Spannringen dadurch gelöst, daß zwischen die zwei jeweils aus zwei Halbringen zusammenschraubbaren und an ihrer Innenseite mit einer Schneidkante versehenen Spannringe um die Welle ein Rohrstück gespannt wird, das mindestens an einem Spannring gegen diesen Spannring verdrehbar gelagert ist, indem mindestens einer der Spannringe als Drucklager ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird auf dem zum Drucklager ausgebildeten Spannring ein mit dem Rohrstück verbundener Lagerring verdrehbar gelagert und beide Ringe, Spannring und Lagerring, durch federn losefrei miteinander zusammengehalten.

Durch die Entkopplung von Schubdehnung und Torsion auf dem Drucklager ist es möglich, den Schub ohne Drehmomentenanteil direkt auf der Wellenleitung zu messen. Nach der Montage der Meßeinrichtung ist es durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht mehr notwendig, den Drehmomenteneinfluß durch aufwendige Verfahren zu bestimmen.

Außerdem wird durch die Erfindung erreicht, daß in der Meßeinrichtung das Dehnungstransformatorprinzip problemlos anwendbar ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. 1 die Seitenansicht einer auf die Welle montierten Schubmeßvorrichtung. Auf der Propellerwelle 1 sind in einem bestimmten Abstand voneinander zwei aus jeweils zwei Halbringen zusammenschraubbare und an ihrer Innenseite mit einer Schneidkante versehene Spannringe 2 befestigt. Unmittelbar neben dem einen dieser Spannringe 2 ist ein weiterer aus zwei Halbringen zusammengefügter Lagerring 5 angeordnet, der gegen den nebengeordneten Spannring 2 mittels Kugeln verdrehbar gelagert und mittels Federn 6 mit dem Spannring 2 zu einem Drucklager zusammengehalten ist. Zwischen dem einzelnstehenden Spannring 2 und dem verdrehbaren Lagerring 5 ist ein Rohrstück3 gespannt, durch das die Schubkraft unter Ausschluß des Drehmomentes als Signal gemessen bzw. ermittelt werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen des Propellerschubes, bestehend aus zwei ringförmig in einem bestimmten Abstand voneinander um die Vortriebswelle befestigten schellenförmigen Spannringen, zwischen denen Monitore zur Überwachung der Belastung des durch die Spannringe begrenzten Wellenstückes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden, jeweils aus zwei Halbringen zusammenschraubbaren und an ihrer Innenseite mit einer Schneidkante versehenen Spannringen (2) um die Welle ein Rohrstück (3) gespannt ist, das mindestens an einem Spannring (2) gegen diesen Spannring (2) verdrehbar gelagert ist, und mindestens einer der Spannringe (2) als Drucklager (4) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zum Drucklager (4) ausgebildeten Spannring (2) ein mit dem Rohrstück (3) verbundener Lagerring (5) verdrehbar gelagert ist und beide Ringe, Spannring (2) und Lagerring (5), durch Federn (6) iosefrei zusammengehalten sind.