DE2110017B2

DE2110017B2 - Druckdichte Vorrichtung für fotoelektrische Drehzahlmessungen an Rotoren

Info

Publication number: DE2110017B2
Application number: DE2110017A
Authority: DE
Inventors: J Schurrer
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL7202659A; DE2110017A1; DE2110017C3; FR2128516B1; FR2128516A1; SE373954B; CH531177A; GB1385038A; DK132846B; BE780139A; US3961184A; IT956214B; DK132846C

Description

sind Lichtquelle und Lichtempfänger in einer gemeinsamen auswechselbaren Abtasteinheit angeordnet. Hierdurch ist es möglich, den Lichtleiterstab mit Dichtung bereits bei der~Montage des Gehäuses auf Dichtheit zu prüfen, während die Verdrahtung der Meßeinrichtung hiervon getrennt durchgeführt wird. Bei der Endmontage wird nur noch die Abtasteinheit auf dem Lichtleiterstab angebracht. So ist es auch möglich, z. B. in einer Anlage mit mehreren Rotoren iedem eLizelnen einen Lichtleiterstab zuzuordnen, auf den turnusmäßig bei Routinekontrollen eine Abtasteinheit aufgebracht wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Lichtleiter aus einem Material hoher Lichtstrahldurchlässigkeit, insbesondere Polyacrylsäureester, besteht. Obzwar diese Anwendung wegen der leichten Verarbeitbarkeit des genannten Werkstoffes allsemein bekannt ist, bietet die Anwendung wegen der Elastizität und der geringen Splitterneigung im Zusammenhang mit der Verwendung zu druckdichter Lichtleitung im Rahmen der Erfindung eine wesentliche Rolle" da Beschädigungen des Lichtleiters kaum zu Leckstellen führen können.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Lichtleiter mit dem Gehäuse durch einen einzigen Dicht- und Klemmring verbunden. Hierbei wird nur an einer Stelle zwischen Gehäuse und Lichtleiterstab direkt abgedichtet, nicht etwa an mehreren Stellen unter Zwischenschaltung von anderen Maschinenelementen, so daß ein optimal kurzer Dichtspalt entsteht. Darüber hinaus ist vermieden, daß zwischen hintereinander angeordneten Teildichtungen eine nicht voll abgedichtete Luftkammer entsteht, aus der austretende Luftmoleküle ein Hochvakuum beeinträchtigen könnten.

Einer abschließenden Ausgestaltung gemäß besteht der Lichtleiter aus mehreren hintereinanderliegenden Abschnitten «P^«*¹^« ^brechung.

Hierdurch ist es möglich, ^Ein^ⁿ%""f_pn fv, _durch winkel für Lichtstrahlen zu beeinflussen, ua ourcn äußere Einbauverhältnisse nicht ^unbeüinä- &*\*

leistet ist, einen Lichtle.terstab gerade «ner opura len Länge anzuwenden wie sie jeweils zur β Abtasteinheit, der Stirnflachen und^des^ Rotors ermU-telbar ist, ist durch diese Ausgestaltung der brtin dung gewährleistet, daß durch ^e Sch"£ten e

schiedener Brechungszahl die Lange des j-·™^"« Stabes gewissermaßen den optimalen Verhältnissen

angepaßt wird. 7eich-

Die Erfindung wird an Hand ein s „der ze cn nung im Schnitt schematich dargestellten Austun

rungsbeispiels naher erläutert. _hp7pichnet die

Mit 1 ist eine evakuierte Kammer bezeichnet die

Mit 1 ist

von einem zylindrischen G ?^

der Kammer befindet sich ein Rotor 3, der

tk^

der

äußeren Mantellmie mit ^
so ist. Durch das Gehäuse fuhrt 5 der sich nach außen hir. -an
schließt, in dessen Stirnseite en g

Klemm-Mutter 7 ist zur Verspannung der tung vorgesehen. In der Radialbohrung des «cn an

,5 schließenden Schraubstutzens und der J^mm-Mut ter wird ein stabförmiger Lichtleiter 8 aus J-olyacr^i säureester gehalten, dessen eine Sümeite ach ^mJ telbar über den Kontrast^η4 betajund^auf dessen anderer Stirnseite eine .^toteinhert 9 ruht

Eine mit 10 bezeichnete L"=ht^queUe,.die*.B eine Glühlampe ist, und ein mit 11 ^b^™^ter ™ empfänger, der beispielweise ein Transistor_ist, unmittelbar an der Stirnseite ta«ato 8 geordnet. Die von der °^1ιιω ^V^

Transistor zu einem Stecker J^

sehen Leitungen 13 sind in die Abtasteinheit 9 einbe zogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

eines einzigen Lichtleitungskanals zur Lichtzufüh- Patentansprüche- rung und Lichtabführung bedienen kann. Schließlich sieht ein weiterer älterer Vorschlag vor, eine einzige

1. Druckdichte Vorrichtung für fotoelektri- faseroptische Lichtführung zum Übertragen von sehe Drehzahlmessungen an in Gehäusen an- 5 Licht von der Lichtquelle zur Meßstelle an einem geordneten, mit Kontrastmarken versehenen Ro- drehbaren Teil und von dort zurück zum Lichtemptoren, insbesondere von Gaszentrifugen, wobei fänger anzuwenden (deutsche Offenlegungsschnft Lichtstrahlen auf Grund von Totalreflexion von 2 155 970).

einer Lichtquelle zu den Kontrastmarken und Für druckdichte Vorrichtungen, wie sie beispiels-

von dort zurück zu einem Lichtempfänser ge- ίο weise für Gaszentrifugen benötigt werden, sind Geführt werden, dadurch gekenn ze ich- schwindigkeitsmessungen auf Grund der im Stand net, daß als Lichtführung ein einziger stabför- der Technik enthaltenen technischen Lehren nur miaer Lichtleiter (8) verwendet wird, der druck- schwer zu bewerkste'hgen: Soweit die Lichtleiter fur dicht in der Gehäusewand (2, S) sitzt und an des- Lichtzu- und -rückführung zueinander w'inklich sesen äußerer Stirnseite die Lichtquelle (10) und 15 neigt sind, benötigen sie jeweils eine eigene, druckder Lichtempfänger (11) unmittelbar nebeneinan- dichte Durchführung durch eine Gehäusewand, die der angeordnet sind. beide eine exakte Winkelstellung zueinander aufwei-

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch ge- sen müssen. Eine einzige Durchführung für zwei baukennzeich.i:t, daß Lichtquelle (10) und Licht- !ich zusammengefaßte Faserbündel stellt zwar nur empfänger (11) in einer gemeinsamen auswech- 20 geringe Anforderungen an Winkelgenauigkeit, ist seibaren Abtasteinheit (9) angeordnet sind. aber auf Grund von Dichtungsproblemen nicht an-

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wendbar; ein Lufteintritt in einen evakuierten Raum dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (8) bzw. der Austritt eines komprimierten Mediums aus aus einem Material hoher Lichtstrahldurchlässig- dem den Drehkörper aufnehmenden Raum ist zwikeit, insbesondere Polyacryl säureester, besteht. 25 sehen den Einzelfasern nicht mit Sicherheit zu ver-

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, hindern. Gerade jei Gaszentrifugen ist das Durchsikdadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (8) kern von einzelnen Luftmolekülen schon unermit dem Gehäuse (2,5) durch einen einzigen wünscht.

Dicht- und Klemmring verbunden ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, 30 billige druckdichte Meßvorrichtung zur Drehzahldadurch gekennzeichnet, d 3 der Lichtleiter (8) messung an in Gehäusen angeordneten und mit Konaus mehreren hinterehanderliegenden Abschnit- trastmarken versehenen Rotoren zu finden, die nur ten unterschiedlicher Lichtbr· :hung besteht. geringe Anforderungen an Einbaugenauigkeit stellt.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung die Meßvor-35 richtung derart auszubilden, daß deren elektrische Teile einerseits vor Bruchstücken eines gegebenenfalls explodierenden Drehkörpers geschützt, andererseits leicht zugänglich und auswechselbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckdichte 40 löst, daß als Lichtführung ein einziger stabförmiger Vorrichtung für fotoelektrische Drehzahlmessungen Lichtleiter verwendet wird, der druckdicht in der Gean in Gehäusen angeordneten, mit Kontrastmarken häusewand sitzt und an dessen äußerer Stirnseite die versehenen Rotoren insbesondere von Gaszentrifu- Lichtquelle und der Lichtempfänger unmittelbar negen, wobei Lichtstrahlen auf Grund Totalreflexion beneinander angeordnet sind. Hierbei wird ein einzivon einer Lichtquelle zu den Kontrastmarken und 45 ger Lichtleiterstab verwendet, der nicht aus einzelnen von dort zurück zu einem Lichtempfänger geführt Fasern gebildet ist und der daher mittels eines periwerden. pheren Dichtungselements der Gehäusewand einge-

Zur Messung von Drehzahlen ist es bekannt, einen bracht wird. Geht nun der Rotor zu Bruch, wird der Drehkörper mit Kontrastmarken zu versehen, von in den dem Rotor angrenzenden Raum hineinradenen das Licht einer Lichtquelle zu einem Licht- 50 gende Teil des Lichtleiterstabes glatt abgeschert; da empfänger reflektiert wird, der Lichtimpuls wech- der Stab keinerlei axiale Maserung oder sonstige faselnder Helligkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl serige Struktur aufweist, ist ein axial verlaufender aufnimmt und einer Auswertung zuführt. Zur besse- Bruch, der die Druckabdichtung überbrücken ren Führung des Lichtstrahles ist es bekanntgewor- könnte, nicht zu erwarten. Die Lichtquelle und der den, sich zumindest für die Lichtleitung von der 55 Lichtempfänger sind an der äußeren Stirnseite des Lichtquelle zur Meßstelle eines total reflektierenden Lichtleiterstabes unmittelbar nebeneinander angeord-Strahles aus Polyacrylsäureester zu bedienen net, ohne sich gegenseitig zu beeinträchtigen; soweit (Elektronik, 1969, Heft 8, S. 233 und 234). Wei- von den Kontrastmarken nicht reflektiertes Licht im terhin ist es bekannt, Lichtleiterbündel aus Fasern Lichtempfänger aufgenommen wird, wird es von den herzustellen, die die Lichtleitung zwischen Lichtemp- 60 intermittierend reflektierten Meßsignalen so weit fänger und Lichtquelle einerseits, und Kontrastmarke überlagert, daß diese ungestört aufgenommen werden andererseits übernehmen und streckenweise zu einem können. Im übrigen sind Lichtquelle und Lichtempeinzigen Faserbündel baulich zusammengefaßt sind fänger an eier Außenseite zugänglich und auswechsel-(Journal of Scientific Instruments, 1961, Series 2, bar, ohne daß die Druckdichtung gelöst zu werden Volume2, S. 110 und 111). 65 brauchte; somit ist z.B. ein Auswechseln im Falle

Ein älterer Vorschlag (deutsche Offenlegungs- einer Störung möglich, ohne daß der Druckunterschrift 2 034 344) zeigt auf, daß man sich zur Mes- schied aufgehoben werden müßte,
sung physikalischer Größen mittels Lichtstrahlen In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung