Sicherheitsvorrichtung zur Drehzahlüberwachung einer Welle Die Erfindung
bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung zur Drehzahlüberwachung einer Welle,
bei der ein mit der Welle rotierendes Schaltglied durch einen permanenten Magneten
gegen die auf das Schaltglied im Auslösesinn einwirkende Fliehkraft gehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheitsvorrichtung so auszubilden,
daß ihre Funktionsfähigkeit auch bei der normalen Drehzahl der Welle geprüft werden
kann. Dies ist bei den bekannten Vorrichtungen nicht möglich, da die Kraft des perma
nenten Magneten so groß ist, daß eine Auslösebewegung des Schaltgliedes erst erfolgt,
wenn die normale Drehzahl um einen wesentlichen Betrag überschritten ist. Safety device for monitoring the speed of a shaft The invention
refers to a safety device for monitoring the speed of a shaft,
in which a switching element rotating with the shaft is driven by a permanent magnet
is held against the centrifugal force acting on the switching element in the release direction.
The invention is based on the object of designing the safety device in such a way that
that their functionality can also be checked at the normal speed of the shaft
can. This is not possible with the known devices, since the power of the perma
nenten magnet is so large that a triggering movement of the switching element only takes place,
if the normal speed is exceeded by a substantial amount.
Erfindungsgemäß kann die gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden,
daß der permanente Magnet mit einer Elektromagnetspule umgeben ist, durch die das
Feld des permanenten Magneten geschwächt oder verstärkt werden kann. Zur Prüfung
der Funktionsfähigkeit kann jetzt durch Erregung derElektrornagnetule in schwächendem
Sinn das Magnetfeld so weit geschwächt werden, daß das Schaltglied auch bei normaler
Drehzahl der Welle durch die Wirkung der Fliehkraft sich im Auslösesinn verschiebt.
Durch Erregung der Elektromagnetspule im verstärkenden Sinn kann das Magnetfeld
so weit verstärkt werden, daß das sich in Auslösestellung befindliche Schaltglied
entgegen der Wirkung der Fliehkraft in die Nullstellung zurückbewegt wird. According to the invention, the object set can be achieved by
that the permanent magnet is surrounded by an electromagnetic coil through which the
Field of the permanent magnet can be weakened or strengthened. For testing
the functionality can now be weakened by exciting theelectrornagnetule
Sense the magnetic field to be weakened so far that the switching element even with normal
The speed of the shaft shifts in the direction of release due to the effect of centrifugal force.
By exciting the electromagnetic coil in an amplifying sense, the magnetic field
be reinforced so far that the switching element located in the release position
is moved back to the zero position against the effect of centrifugal force.
Die Zuführung des Stromes zur Erregung der Elektromagnetspule kann
in beliebiger Weise, z. B. über Schleifringe oder in irgendeiner anderen bekannten
Art erfolgen. Eine einfache und sichere Erregung der Elektromagnetspule ergibt sich
in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens dadurch, daß diese durch zwei zusätzliche
rotierende Spulen erfolgt, in denen durch eine feststehende Spule ein Wechselstrom
induziert werden kann, wobei die beiden Spulen über je einen Gleichrichter so mit
der Elektromagnetspule verbunden sind, daß bei Induzierung der einen Spule das Feld
des permanenten Magneten geschwächt und bei Induzierung der anderen Spule verstärkt
wird. The supply of current to excite the electromagnetic coil can
in any way, e.g. B. via slip rings or in any other known
Kind of done. A simple and safe excitation of the electromagnetic coil results
in a further development of the inventive concept in that this is replaced by two additional
rotating coils takes place in which an alternating current is generated by a fixed coil
can be induced, with the two coils each having a rectifier
the electromagnetic coil are connected that when one coil is induced, the field
of the permanent magnet is weakened and reinforced when the other coil is induced
will.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown.
Auf der Welle 1 befindet sich durch die Büchse 2 und die Scheibe
3 magnetisch isoliert ein permanenter Magnet4, der oben einen Spalt 5 besitzt. Durch
die Welle 1 und den Magneten 4 geht ein bolzenförmiges Schaltglied, dessen Schaft
6 aus nicht magnetischem Material und dessen Kopf 7 aus magnetischem Material besteht.
Der Schwerpunkt des Schaltgliedes 6, 7 liegt außerhalb der Wellenachse zu dem Kopf
7 hin, so daß bei rotierender Welle die Fliehkraft das Schaltglied nach außen zu
schleudern sucht. Gegen diese
Fliehkraftwirkung wird das Schaltglied durch die den
Kopf 7 durchsetzenden magnetischen Kraftlinien des permanenten Magneten 4 festgehalten. On the shaft 1 is through the sleeve 2 and the disc
3 magnetically insulated a permanent magnet 4, which has a gap 5 at the top. By
the shaft 1 and the magnet 4 is a bolt-shaped switching element, the shaft of which
6 made of non-magnetic material and its head 7 made of magnetic material.
The focus of the switching element 6, 7 lies outside the shaft axis to the head
7 out, so that when the shaft rotates, the centrifugal force moves the switching element to the outside
to fling seeks. Against this
Centrifugal force is the switching element through the
Head 7 penetrating magnetic lines of force of the permanent magnet 4 held.
Der permanente Magnet 4 ist von einer Elektromagnetspule 8 umgeben,
die mit zwei seitlich davon auf der Büchse 2 befindlichen Spulen 9> 10 über nicht
dargestellte Gleichrichter verbunden ist. Eine feststehende Spule 11 ist verschiebbar
angeordnet, so daß sie, je nach ihrer Stellung, entweder die Spule 9 oder die Spule
10 umgibt. Die Schaltung der Spulen 8 bis 11 ist so vorgenommen, daß z. B. bei der
Induzierung eines Wechselstromes in der Spule 9 das Magnetfeld geschwächt und bei
Induzierung eines Wechselstromes in der Spule 10 das Magnetfeld verstärkt wird. The permanent magnet 4 is surrounded by an electromagnetic coil 8,
the coils 9> 10 located on the side of the sleeve 2 with two of them do not
shown rectifier is connected. A fixed spool 11 is slidable
arranged so that, depending on their position, either the coil 9 or the coil
10 surrounds. The circuit of the coils 8 to 11 is made so that, for. B. at the
Induction of an alternating current in the coil 9 and weakened the magnetic field
Induction of an alternating current in the coil 10, the magnetic field is strengthened.
Die Prüfung auf Funktionsfähigkeit der Vorrichtung geht bei normaler
Drehzahl der Welle 1 wie folgt vor sich. Zunächst wird die feststehende Spule 11
in die gezeichnete Lage verschoben, so daß sie dieSpule9 umgibt, und sodann durch
Betätigung eines Schalters 12 ein Wechselstrom durch die Spule 11 geschickt, der
in der rotierenden Spule 9 einen Wechselstrom induziert, der über den mit dieser
Spule verbundenen Gleichrichter einen Gleichstrom durch die Elektromagnetspule 8
fließen läßt. Das durch die Elektromagnetspule 8 erzeugte Magnetfeld wirkt dem Magnetfeld
des permanenten Magneten 4 entgegen, so daß die den Kopf 7 durchsetzenden Kraftlinien
so weit geschwächt werden, daß die Fliehkraft überwiegt und das Schaltglied nach
außen geschleudert wird. Das Schaltglied schlägt mit seinem Kopf 7 gegen eine Klinke
13, die dann z. B. bei einer Dampfturbine das Schnellschlußventil auslöst. Um das
Schaltglied wieder in seine Nullage zurückzuführen, wird die Spule 11 so weit verschoben,
bis sie die Spule 10 umgibt. Bei eingeschaltetem Schalter
12 wird
jetzt in analoger Weise, wie vorher beschrieben, von der Spule 10 ein Gleichstrom
durch die Elektromagnetspule 8 geschickt, der aber jetzt in umgekehrter Richtung
fließt. Das durch die Elektromagnetspule 8 erzeugte Magnetfeld wirkt jetzt im gleichen
Sinne wie das Magnetfeld des permanenten Magneten 4, und das Schaltglied 6, 7 wird
entgegen der Wirkung der Fliehkraft in seine Nullage zurückgezogen. Wenn dies geschehen
ist, kann der Schalter 12 geöffnet werden, da jetzt die Kraft des permanenten Magneten
4 allein genügt, um das Schaltglied in seiner Nullage festzuhalten. The test for functionality of the device goes with normal
Speed of shaft 1 as follows. First, the fixed coil 11
moved to the position shown so that it surrounds the coil 9, and then through
Actuation of a switch 12 sent an alternating current through the coil 11, the
in the rotating coil 9 induced an alternating current, which with this
Coil connected rectifier feeds a direct current through the electromagnetic coil 8
lets flow. The magnetic field generated by the electromagnetic coil 8 acts on the magnetic field
of the permanent magnet 4 against, so that the lines of force penetrating the head 7
are weakened so far that the centrifugal force predominates and the switching element after
is thrown outside. The switching element strikes with its head 7 against a pawl
13, which then z. B. triggers the quick-action valve in a steam turbine. To that
Returning the switching element to its neutral position, the coil 11 is moved so far that
until it surrounds the coil 10. With the switch turned on
12 will
now in an analogous manner as previously described, a direct current from the coil 10
sent through the electromagnetic coil 8, but now in the opposite direction
flows. The magnetic field generated by the electromagnetic coil 8 now acts in the same way
Senses how the magnetic field of the permanent magnet 4, and the switching element 6, 7 is
retracted into its zero position against the effect of centrifugal force. When this happens
is, the switch 12 can be opened, because now the force of the permanent magnet
4 alone is sufficient to hold the switching element in its neutral position.