DE258355C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ* 258355 KLASSE 42A-. GRUPPE

Vorrichtung zum Messen der Verdrehung von Wellen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Mai 1912 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Messen der von einer Kraftquelle durch Übertragung auf eine Arbeitsmaschine oder Verbrauchsstelle übertragenen Kraft, z. B. der bei einem Schiffe von der Turbine zum Propeller durch die Welle zu übertragenden Kraft, indem durch die Vorrichtung die durch die übertragenden Kräfte verursachten elastischen Verdrehungen der

ίο meistens aus Stahl hergestellten Wellen in geeigneter Weise gemessen und dargestellt werden. Wie bekannt ist, wird bei Übertragung einer gewissen Kraft stets eine gewisse und innerhalb der Elastizitätsgrenze gleiche Ver-

^X5 drehung der Welle bewirkt, so daß man rückschließend aus der aufgezeichneten Verdrehung der Welle den Betrag" der jeweilig" übertragenen Kraft bestimmen kann.

In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Es ist:

Fig. ι eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Übertragungsteiles mit dem damit verbundenen Erfindungsgegenstand,

Fig. 2 eine abgebrochene Seitenansicht, einen Teil der die Kraft übertragenden Welle mit der Meßvorrichtung darstellend,
Fig. 3 eine Seitenansicht,

Fig. 4 eine teilweise gebrochene Endansicht eines mit einem Flansch versehenen Endes einer Welle und der damit verbundenen Meßvorrichtung,

Fig. 5 eine Ansicht einer Einzelheit der Übertragungsvorrichtung auf die Registriervorrichtung,

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Fig. 6 eine Draufsicht,

Fig. 7 eine geschnittene Vertikalansicht eines Halters zum Halten des Schreibbogens der Registriervorrichtung,

Fig. 8 eine teilweise geschnittene und teilweise Seitenansicht einer veränderten Ausführungsform,

Fig. 9 eine Einzelansicht der abgeänderten Ausführungsform nach Linie 9-9 der Fig. 12,

Fig. 10 ein Querschnitt nach Linie 10-10 der Fig. 8,

Fig. 11 ein Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 8, '

Fig. 12 eine vergrößerte Einzelheit in teilweise geschnittener Ansicht der Registrierelemente der abgeänderten Ausführungsform.

In Fig. ι bis 7 ist eine Ausführungsform eines Torsionsmessers mit Registriervorrichtung dargestellt, wie solche allgemein bei den zur Kraftübertragung dienenden hohlen Wellen von Turbinen oder Motoren nach dem Propeller oder sonstigen Antriebsmaschinen verwandt wird. Bei der aus verschiedenen hohlen Wellenstücken 1 gebildeten Übertragung ist die Meßvorrichtung" nahe am Ende eines hohlen Wellenstückes 1 mit der Welle verbunden, um den Vorteil, daß ein möglichst langes Wellenstück auf Torsion beansprucht wird, zu haben. In dem hohlen Wellenstück 1 ist, um an Gewicht zu sparen, das röhrenförmige Wellenstück 2 angeordnet, welches an einem Ende in dem aus den vier Armen 4 bestehenden Lagerrahmen 3, welcher in dem inneren Umfang" des Wellenstückes 1 befestigt ist, eingesetzt ist. Die Arme 4 des Lagerrahmens 3 sind mit den Querschlitzen 5

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(Fig. 4) versehen, deren äußere Enden durch die Expansionsbolzen 6 nach aufwärts gedrückt werden, um dadurch eine feste Verbindung bzw. Einklemmen in die hohle Welle zu erzielen. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist das Ende 7 des Wellenstückes 2 reduziert und in das Kugellager 8 des Lagerrahmens 3 eingepaßt, während das andere Ende der sich durch die Welle 1 erstreckenden Welle 2 in der Trägerstütze 9 (Fig. 1) gelagert ist. Diese Trägerstütze 9 ist mit dem zum Verklammern der Welle 2 dienenden und aufgeschlitzten Ring 10, welcher durch die Bolzen 11 zusammengezogen wird, versehen; ferner ist die Stütze 9 mit mehreren radial in gleichmäßigem Abstand am Umfange der Stütze vorgesehenen Führungen 12 versehen, in welchen die radial verschiebbaren und mit Spitzen 14 versehenen und in die Welle 1 ein-

ao fassenden Stifte 13 gleiten. Die inneren Enden der Stifte 13 sind mit Schraubengewinden 15 versehen, und so stehen die Stifte 13 mit dem konischen Schraubenbolzen 16 in Eingriff. Der Schraubenbolzen 16 ist am äußeren Ende mit dem Vierkantkopf 17 oder einem anderen zur Aufnahme des Bedienungswerkzeuges dienenden Teile versehen. Durch Zusammenziehen des Ringes 10 wird die Welle 2 in der Stütze 9 und letztere durch das Austreiben der Stifte 13 und Eindringen der Spitzen 14 besagter Stifte in die W^Telle 1 festgestellt, wodurch, wie ersichtlich, die Welle 2 relativ zur Welle 1 befestigt wird, so daß sich dieselbe mit letzterer zusammen drehen kann.

Das andere an den reduzierten Lagerenden 7 anschließende Ende der Welle 2 ist mit der Konsole 18 durch den an letzterer vorgesehenen geschlitzten Ring 19 und Bolzen 20 verbunden. Die Konsole 18 ist mit den gegenüberliegenden und nach auswärts sich erstreckenden Vorsprüngen 21 versehen, welche mit genügendem Spielraum zwischen die Arme 4 des Lagerrahmens 3 greifen, um eine kreisförmige Drehung zu ermöglichen. An den Vorsprüngen 21 ist ein radial nach auswärts sich nach dem Umfange des Flansches 23 der Welle 1 erstreckender Arm 22 vorgesehen. Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich, ist der Arm 22 in dem Flansch 23 eingebettet, weshalb letzterer mit dem radialen Schlitz 24, welcher etwas breiter als der Arm 22 ist, versehen ist, welcher eine geringe kreisförmige Bewegung" des von der Registriervorrichtung betätigten Armes gestattet. Am Umfange des Flansches 23, und zwar an der inneren Seite, ist die die Glieder der Registriervorrichtung tragende Konsole 25 befestigt. In der Konsole 25 ist die Welle 26 auf der nachstellbaren Schraube 27 gelagert, welche in dem aufgeschlitzten Teile 28 der Konsole verstellbar festgeklemmt wird. An der Welle 26 ist der Halter 29 befestigt, in welchem die an ihren Enden die Schreibfedern 31 tragende Stange 30 zentral befestigt ist. Der Halter 29 ist mit dem radialen Arm 22 durch die Stange 32 in Form einer ineinandergreifenden und durch die Schraube 34 ausgeführten Verbindung 33 fest verbunden (Fig. 5). Die Stange 32 erstreckt sich über den Wellenflansch'23 und ist mit dem zur Verbindung mit dem Halter 29 dienenden Vorsprung 35 versehen. Das äußere Ende der Stange 32 und des \⁷orsprunges 35 ist gegabelt und durch eine Universalverbindung· 36 miteinander verbunden, so daß durch die kreisförmige Bewegung des Armes 22 eine Querbewegung· der Stange 32 bewirkt und auf den Halter 29 und somit auf die Schreibstifthalter 30 wieder als drehende Bewegung übertragen wird. Die drehbare Verbindung 36 ist fest mit der Welle 26 verbunden; jede kleine Drehung der Welle 26 verursacht einen beträchtlichen Ausschlag der in großer Entfernung von der Drehachse angeordneten Schreibstifte 31. Zum Schütze der Registriervorrichtung ist der am Flansch 22 befestigte Schild oder Deckel 37 vorgesehen. Letzterer ist ausgebogen und überdeckt die Stange 30 und ist mit den zum Durchstecken der Schreibstifte 31 dienenden Schlitzen 38 versehen (Fig. 4).

Die Schreibstifte 31 verzeichnen die Vorgänge auf einem in ihrem Bereich angeordneten und auf einem Halter entsprechend befestigten Schreibbogen. Dieser Bogenhalter besteht hauptsächlich aus dem am festen Träger 40 befestigten Halter 39 (Fig. 4). Letzterer besteht aus dem Fußteil 41 und dem auf der Konsole 42 von Hand verschiebbaren Bogenhalter 43 (Fig. 7). Die Konsole 42 ist an der unteren Fläche mit dem ringförmigen Konus 44 versehen, welcher in einem entsprechenden im Fuß 41 vorgesehenen Schlitz 45 gleitet und mit dem ebenfalls im Schlitz gleitbar angeordneten und von einer Feder 47 betätigten Block 46 in der Weise zusammen arbeitet, daß durch die gegen den Konus 44 wirkende Feder 49 ein Vorwärtsbewegen der Konsole 42 (in der Ebene der Zeichnung nach rechts) bewirkt wird. Diese Vorwärtsbewegung der Konsole 42 wird durch die in dem aufwärts gerichteten Teil 49 der Konsole 42 vorgesehenen Stellschraube 48, welche sich durch einen Schlitz des aufrechten Teiles 50 des Fußteiles 41 erstreckt, begrenzt und eingestellt. Die Stellschraube 48 ist mit dem Kopf 51 und dem sich gegen den Vorsprung 50 legenden Ansatz 52 versehen. Um ein zufälliges Drehen des Schraubenkopfes 51. durch, welches ein Beschädigen der Schreibstifte oder anderer Teile der Registriervorrichtung herbeigeführt werden könnte, zu vermeiden, werden einstellbare Anschläge in

Form der mit einer Nase 54 versehenen Schraubenbolzen 53, welche in die seitlichen Vorsprünge 55 der Konsole 42 eingeschraubt sind, vorgesehen. Die Nasen 54 erstrecken sich nach unten und greifen in entsprechende, seitlich vorspringende Teile des Fußes 41, um durch diese Verbindung ein zu weites \^erschieben der Konsole 42 zu verhüten. Empfehlenswert ist es, Vorkehrungen zu treffen, durch welche eine geringe kreisförmige Einstellung des Schreibbogens, so daß die beiden Schreibstifte in ihren verschiedenen Stellungen und Aufzeichnungsbewegungen sich gleichmäßig gegen den Schreibbogen anlegen, vorgenommen werden kann. Aus diesem Grunde hat der untere Teil 44 der Konsole 42 ringförmigen Querschnitt; um die kreisförmige Drehung ausführen zu können, ist ein mit einem exzentrischen Stift 57 und Handgriff 58 versehener und in der Konsole 42 gelagerter Stöpsel 56 vorgesehen. Der Stift S/ arbeitet im Längsschnitt 59 des Fußes 41, so daß, sobald der Handgriff 58 gedreht wird, durch den mit einer Seite des Längsschlitzes zusammen arbeitenden exzentrischen Stift 57 eine ringförmige relative \^erschiebung der Konsole 42 zum Fuß 41 eintritt. Die Konsole 42 ist nach jeder Seite vom Stöpsel 56 ausgehend mit einem Schlitz 60 versehen, durch welchen ein Schraubenbolzen 61 hindurchgeht und durch welchen die Tragwände des Stöpsels 56, um letzteren zu befestigen, zusammengeklemmt werden.

Der Schreibbogenhalter 43 (Fig. 7) besteht aus der an der Stange 63 befestigten Platte 62. Die Stange 63 ist verschiebbar in dem nach aufwärts gerichteten Ansatz 49 der Konsole 42 gelagert und wird von Hand, um den Schreibbogen mit den Schreibstiften in Eingriff zu bringen, nach vorwärts bewegt. Die Platte 62 ist der kreisförmigen Bewegung der Schreibstifte, wie aus Fig. 6 ersichtlich, entsprechend gebogen und in den im Gehäuse 66 vorgesehenen und sich um die Platte erstreckenden Führungen 65 geführt und mit dem Kopf vorsprung 66', um das Einschieben des Schreibbogens zu erleichtern sowie den arbeitenden Teil gegen zufällige Beschädigungen zu schützen, versehen.

Beim Gebrauch der Vorrichtung sind die Teile so eingestellt, daß, wenn von der Welle keine Kraft übertragen wird, die beiden Schreibstifte 31 sich in nahezu derselben Bahn über den Schreibbogen bewegen und die Linien fast zusammenfallen. Sobald jedoch eine Torsionsbeanspruchung der Welle 1 bei Kraftübertragung stattfindet, tritt eine leichte Verschiebung zwischen dem Flansch 23 und dem anderen Ende der Welle 1, an welchem die röhrenförmige Welle 2 befestigt ist, ein, was ein geringes relatives Verdrehen der Welle 2 zum Flansch 23 zur Folge hat, wodurch der Arm 22 und die damit verbundene Stange 32' relativ zu der Registriervorrichtung 26 bewegt und durch die Stange 32 infolge der drehbaren Verbindung 36 ein Drehen der Welle 26 und so ein Ausschwingen der die Schreibstifte 31 tragenden Arme 32 bewirkt wird, wobei der eine Schreibstift mehr nach der einen und der andere mehr nach der anderen Seite-der gezeichneten Linie geführt .wird. Auf diese Weise machen die Schreibstifte 31 bei der Drehung der die Kraft übertragenden Welle mehrere von den vorhergehenden weiter entfernte Aufzeichnungen, und die Entfernung" zwischen den einzelnen Aufzeichnungen gibt ein genaues Verhältnis der die Torsionen bewirkenden Kräfte.

Fig. 8 bis 12 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung zum Gebrauch für massive Wellen. In diesem Falle ist über die massive Welle 1' eine Hülse 2', welche sich über den größeren Teil der Länge der Welle 1' erstreckt, geschoben und an einem Ende mit der Welle 1' durch die mit Spitzen versehenen und in die Welle 1' eingreifenden Stiftschrauben 13' verbunden. Das andere Ende der Hülse ist ebenfalls mittels Stift-. ' schrauben 13" mit der Welle durch besondere Tragplatten einstellbar und verschiebbar verbunden. Da durch die Hülse 2' nur die geringe zum Antrieb der Registriervorrichtung dienende Kraft übertragen wird, kann dieselbe sehr leicht sein und wird vorzugsweise, um schnell an der Welle befestigt werden zu können, aus zwei Hälften, welche durch die Ohren 67 und Bolzen 68 miteinander verbunden werden, gebildet. Die Hülse 2' erstreckt sich bis zu einem an den Flansch 23' der Welle 1' anschließenden Punkt und ist mit dem aufgebogenen Arm 22' versehen und mit dem Flansch 23' durch die Konsole 25' verbunden. Letztere trägt die auf einer nachstellbaren Schraubenspitze laufende Welle 26, welche mit einer die Schreibfedern tragenden Stange oder Arm in der bereits beschriebenen Weise versehen ist.

Der Arm 22' ist mit der Welle 26 durch die Stange 32' und durch die Universalverbindung 36 verbunden, und zwar ist die Stange 32' in Form und Funktion ähnlich der bereits beschriebenen Stange 32. Der Arm 22' geht durch den Ausschnitt 69 der Konsole 25', welcher so lang ist, daß eine geringe kreisförmige Bewegung des Armes möglich ist. Die Konsole 25' ist an den Wellenflanschen durch die an letzteren vorgesehenen Ohren 7° ^mittels Bolzen 71 befestigt. Diese Ausführungsform arbeitet in derselben Weise, wie die bereits beschriebene Ausführung. Die Hülse 2' überträgt das Moment des einen Wellenendes

auf die Registriervorrichtung, während die • anderen am anderen Wellenende an Flansch 23' befestigten Elemente der Vorrichtung mit der Armverbindung" 22' zusammenarbeiten.

Claims (3)

. Patent-Ansprüche:

1. \^orrichtung zum Messen der Verdrehung der Wellen von Kraftmaschinen, bestehend aus einem mit einem Wellenende starr verbundenen Kern oder einer j Hülse und einer am anderen Wellenende vorgesehenen, die Verdrehung nach außen hin anzeigenden Registriervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die mit den Schreibstiften (31) versehene Stange (30) aufnehmender und an einer einstellbaren Vertikalstange (26) befestigter Halter (29) durch ein Unhrersalgelenk (36) und eine Stange (32 oder 32') derart mit einem an dem den Verdrehungswert übertragenden Kern (2) oder der Hülse (2') befestigten Arm (20 oder 20') verbunden ist, daß die Schreibstifte (31) entsprechend der verschiedenen Verdrehung der Welle (1) von deren gemeinsamen Bahn abgelenkt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung" des von der Registriervorrichtung am weitesten entfernt liegenden Punktes der hohlen Welle (1) mit dem in letzterer angeordneten Kern (2) durch eine Vorrichtung erfolgt, welche radial angeordnete, mit Spitzen (14) und Gewinde (15) versehene und von einer zentral angeordneten Expansionsschraube (16) betätigte Stifte (13) trägt, die durch Betätigung der genannten Schraube in die innere Wandung" der hohlen Welle (1) gedrückt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei der die Schreibstifte die Verdrehungen auf einen an einem Halter befestigten Schreibbogen aufzeichnen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf einer einstellbaren, von einem festen Fußteil (41) getragenen Konsole (42) ruhende Schreibbogenhalter (43) so angeordnet ist, daß ihm mittels eines mit einem Handgriff (58) verbundenen exzentrischen Stiftes (57) eine geringe kreisförmige Bewegung erteilt werden kann und daß sich infolgedessen die beiden Schreibstifte (31) in ihren verschiedenen Lagen gleichmäßig an den Schreibbogen anlegen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.