DE2813171C3 - Einrichtung zur Messung der Drehzahl von Wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Drehzahl von Wellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs und kann für alle Industriezweige benutzt werden, in denen laufende Messungen der Umlauffrequenz von Triebwerkswellen auszuführen sind, besonders unter Verhältnissen zufälliger Störungen, und zwar solcher wie beim Niederbringen von Bohrungen durch Rotarybohrtische.

Es ist eine Einrichtung zur Messung der Drehzahl von Wellen bekannt (siehe z. B. Pogarski A. A. »Avtomatisatsia protsessa burenia glubokikh skvazhin«, Nedra, Moskva, 1972« (»Automatisierung der Niederbringung von Tiefbohrungen«, Nedra, Moskau, 1972). Die Einrichtung enthält ein Untersetzungsgetriebe, das mit der Welle, deren Umlauffrequenz zu messen ist, verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe ist mit einer elektromagnetischen Kupplung, deren Ausgangswelle mit einer Rückholfeder und einem Lenker versehen ist, verbunden. Der Lenker setzt durch einen Mitnehmer ein Speicherwerk in Betrieb. Dieses Speicherwerk besteht aus ei er Welle mit Rückholfeder, einer elektromagnetischen Bremse, die mit dem Drehzahl-Anzeiger verbunden ist, und einem Impulsgenerator, der auf diese elektromagnetische Bremse wirkt.

Der Umlauf der Welle, deren Drehzahl zu überwachen ist, wird bei Zuführung des Kommandoimpulses vom Generator an die elektromagnetische Kupplung über das Untersetzungsgetriebe und die elektromagnetische Kupplung auf das Speicherwerk übertragen. Die Welle des Speicherwerkes, die mit dieser verbundene Bremsscheibe und der Drehzahl-Anzeiger werden um einen bestimmten Verdrehungswinkel gedreht, dessen Größe der Drehzahl der zu überwachenden Welle entspricht, und letztere wird durch die Scheibe der elektromagnetischen Bremse gebremst. Nach Beendigung des Meßzyklus schaltet sich die elektromagnetische Kupplung ab, der durch die elektromagnetische Bremse festgelegte Drehzahl-Anzeiger aber gibt den während der Wirkung des Kommandoimpulses auftretenden Mittelwert der Umlauffrequenz der zu überwachenden Welle an. Nach einer Sollzeitspanne wiederholt sich der Meßzyklus.

Der Mangel der bekannten Einrichtung besteht in der Unzuverlässigkeit der Festlegung der Bremstrommel

ίο durch die elektromagnetische Bremse, wodurch eine geringe Meßgenauigkeit verursacht wird. Eine Verminderung des Bremsmomentes an der Bremstrommel verursacht die ungenaue und unzuverlässige Festlegung des Speicherwerkes, eine Vergrößerung des Bremsmomentes aber die Vergrößerung der Beanspruchungen in den Teilen der Einrichtung, wodurch ihre Zuverlässigkeit vermindert wird.

Die Erfindung bezweckt insgesamt eine Erhöhung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Einrichtung.

Der Erfindung Jiegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Bauart der Einrichtung zur Messung der Wellendrehzahl zu entwickeln, bei der die Größe des Bremsmomentes der Bremstrommel keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Festlegung des Speicherwerkes ausübt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Einrichtung zur Messung der Wellendrehzahl nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 als Arretierung des Drehzahl-Anzeigers eine Überholkupplung benutzt ist, deren Innenring starr mit dem Wellendrehzahl-Anzeiger und der Außenring mit der elektromagnetischen Bremse gekoppelt ist, und der Impulsgenerator zunächst mit der elektromagnetischen Kupplung, wodurch eine Messung der Wellendrehzahl erfolgt, und dann mit der elektromagnetischen Bremse für die Bremslösung des Außenringes der Überholkupplung geschaltet wird, wonach sich der Impulsgenerator abschaltet, wodurch die gemessene Wellendrehzahl festgelegt wird.

Eine selche Bauart der Einrichtung zur Messung der Wellenumlauffrequenz ermöglicht es, die Betriebszuverlässigkeit zu verbessern und die Meßgenauigkeit erheblich zu erhöhen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Be-Schreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert.

Die Einrichtung zur Messung der Drehzahl der Welle 1 enthält das Untersetzungsgetriebe 2 und die Welle 3, die durch die elektromagnetische Kupplung 4 mit der Welle 5 gekoppelt wird. Auf der Welle 5 ist die Rückholfeder 6 und der Lenker 7 befestigt, der sich in der Ruhestellung gegen den am Gehäuse angeordneten Anschlag 8 stützt. In Betriebsstellung treibt der Lenker 7 den Mitnehmer 9 an, der auf der Welle 10 des Speicherwerkes befestigt ist, das diese Welle 10 mit Mitnehmer 9 und Rückzugfeder 11 enthält, wobei am Ende der Welle 10 der Anzeiger 12 des Drehzahlmessers der Welle 1 befestigt ist. Als Arretierung des Anzeigers 12 des Drehzahlmessers der Welle 1 ist auf der Welle 10 eine Überholkupplung befestigt, die einen mit der Welle 10 gekoppelten Innenring 13 aufweist, und einen Außenring 14, der mit der elektromagnetischen Bremse 15 verbunden ist. Die Überholkupplung erlaubt dem Innenring 13 und damit der Welle 10 mit Anzeiger 12 eine freie Drehung nach rechts (im Sinne des einköpfigen Pfeils), während eine Linksdrehung relativ zum Außenring 14 verhindert ist. Die elektromagnetische Bremse 15 wird vom Impulsgenerator 16 aus

gesteuert

Die Drehung der zu überwachenden Welle 1 wird durch das Untersetzungsgetriebe 2 auf die Welle 3 übertragen. Bei Zuführung eines Kommandoimpulses von bestimmter Dauer vom Generator 16 an die elektromagnetische Kupplung 4 erfolg ein Kuppeln der Welle mit Welle 5. Durch Drehung der Welle 5 erfolgt eine Verdrehung der Rückholfeder 6, der Lenker 7 aber dreht durch den Mitnehmer 9 die Weile 10 des Speicherwiirkes und den starr auf dieser Welle 10 befestigten Anzeiger 12. Gleichzeitig erfolgt eine Verdrehung der Rückholfeder 11. Nach Beendigung der Kommandoimpulswirkung werden die Wellen 3 und 5 entkuppelt, unter Spannwirkung der Rückholfeder 6 aber tritt die Welle 5 in ihre Ausgangsstellung zurück bis zum Anstoß des Lenkers 7 gegen den Anschlag 8. Dabei hindert die Oberholkupplung, deren Außenring 14 durch die elektromagnetische Bremse 15 gebremst ist, die Welle 10 unter Einwirkung der Rückholfeder 11 in die Ausgangsstellung zurückzukehren. Eben hiermit wird der Drehzahl-Anzeiger 12 in einer Stellung festgehalten, die dem Drehwinkel der Welle 1 während der Wirkungsdauer des Kommandoimpulses vom Generator 16 entspricht Mit der Ankunft des nächstfolgenden Kommandoimpulses vom Generator 16 an die elektromagnetische Kupplung 4 wiederholt sich der Meßzyklus.

Ist der neue Drehwinkel der Welle 1 bei wiederholtem Meßzyklus kleiner als der vorherige Drehwinkel, wird der Lenker 7 den Mitnehmer 9 nicht erreichen, der durch die elektromagnetische Bremse 15 am Ende des ersten Meßzyklus in einer Stellung zurückgehalten worden ist, die den Wert der vorherigen Ablesung der Umlauffrequenz der Welle 1 festlegt. Für die Rückführung des Mitnehmers 9 bis zu einer Stellung, in der er den Lenker 7 berührt, wird vom Impulsgenerator 16 vor Beendigung des der elektromagnetischen Kupplung 4 zugeführten Kommandoimpulses ein kurzzeitiger Impuls der elektromagnetischen Bremse 15 zugeführt, der den Außenring 14 der Überholkupplung entbremst Dadurch kehrt die Welle 10 unter der Wirkung der Rückzugfeder 11 bis zur Berührung zwischen Mitnehmer 9 und Lenker 7 zurück und somit wird eine neue Anzeige des Anzeigers 12 des Drehzahlmessers festgelegt

Ist beim wiederholten Meßzyklus der neue Drehwinkel der Welle 10 größer als der vorherige Drehwinkel, verschiebt der Lenker 7, wenn er den Mitnehmer 9 erreicht die Welle 10 mit Anzeiger 12 solange weiter, bis die Wirkungszeit des Kommandoimpulses, der vom Impulsgenerator 16 der elektromagnetischen Kupplung 4 zugeführt wird, beendet wird. Dabei stört die Überholkupplung infolge Freilauf des Innenringes 13 eine Rechtsdrehung der Welle 10 nicht Nach Wirkungsbeendigung des Kommandoimpulses setzt der durch die elektromagnetische Bremse 15 gebremste Außenring 14 der Überholkupplung den neuen Ablenkungswinkel der zu überwachenden Welle 1 fest.

Somit wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung der Drehzahl der Welle 1 die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des gemessenen Wertes nur durch die Arbeitsfähigkeit der Überholkupplung bestimmt Eine Vergrößerung des Reibungsmomentes an der Bremsscheibe der Überholkupplung übt keinen Einfluß auf die Genauigkeit des Einrichtungsbetriebes aus, wobei die Zuverlässigkeit der Festlegung der Werte der Drehzahl nur erhöht wird, z. B. unter der Einwilligung von starken Schwingungen des Triebwerks, dessen Wellendrehzahl gemessen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Messung der Drehzahl von Wellen, an deren Ausgangsseite eine elektromagnetische Kupplung angeordnet ist, deren Ausgangswelle mit einer Rückholfeder und einem Lenker versehen ist, der durch einen Mitnehmer ein Speicherwerk in Betrieb setzt, das eine mit Rückholfeder versehene Welle, die mit der Arretierung des Wellendrehzahl-Anzeigers verbunden ist, eine elektromagnetische Bremse, die mit den Wellendrehzahl-Anzeiger zwecks Einhaltung des letzteren in Ablesestellung beim Meßablauf geschaltet ist, und einen auf die elektromagnetische Kupplung und die elektromagnetische Bremse wirkenden Impulsgenerator enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Arretierung des Drehzahl-Anzeigers (12) eine Üoerholkupplung (13, 14) benutzt wird, deren Innenring (13) starr mit dem Drehzahl-Anzeiger (12) und der Außenring (14) mit der elektromagnetischen Bremse (15) gekoppelt ist, und der Impulsgenerator (16) zunächst mit der elektromagnetischen Kupplung (4), wodurch eine Messung der Drehzahl der Welle (1) erfolgt, und dann mit der elektromagnetischen Bremse (15) für die Bremsung des Außenrings (14) der Überholkupplung geschaltet wird, wonach sich der Impulsgenerator (16), abschaltet, wodurch die gemessene Drehzahl der Welle (1) festgelegt wird.