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Vorrichtung zur Leistungsmessung von elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen,
insbesondere für Walzwerke. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kraftverbrauchsmessung
von elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen, insbesondere für Walzwerke, die es
im Gegensatz zu den bisher üblichen Einrichtungen gestattet, die von einer Arbeitsmaschine,
z. B. einem Walzwerk, zur Leistung einer Arbeit verbrauchte Liraft im Augenblick
des Arbeitsvorganges als Metertonnenleistung abzulesen. Bisher bediente man sich
der bekannten registrierenden Kilowattmesser, welche die Leistung in Leistungskurven
anzeigen, so daß ein sofortiges Feststellen der jeweiligen Leistung nicht möglich
ist. Nur durch umständliches und zeitraubendes Ausplanimetrieren der Diagrammstreifen
kann der Kraftverbrauch der Maschine später als Summe festgestellt werden.
Erfindungsgemäß
ist nun ein 'Weg gezeigt, in einfachster Weise während des Arbeitsvorganges den
jeweiligen Kraftverbrauch der Maschine sofort abzulesen, und zwar nicht als Gesamtsumme,
sondern als Verbrauch jeder einzelnen Krafteinheit während einer bestimmten Zeit.
Dies ist dadurch erreicht, daß der jeweilige von der Größe der Arbeitsleistung bestimmte
Strom eine Kontaktwalze in mehr oder weniger schnelle Umdrehung versetzt, wodurch
in mehr oder weniger schneller Aufeinanderfolge Augenblickskontakte hergestellt
werden, die ihrerseits ein. punktierendes oder lochendes Organ betätigen, welches
auf einem sich mit bestimmter, gleichförmiger Geschwindigkeit bewegenden Papierstreifen
zur Einwirkung kommt, wodurch die in einer bestimmten Zeiteinheit auftretenden Kraftäußerungen
der Arbeitsmaschine angezeigt werden, und zwar in m; sek., einem Vielfachen oder
einem Bruchteil hiervon.
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In den Zeichnungen ist schematisch ein Ausführungsbeispiel derErfindung
dargestellt, ohne daß sich die Erfindung auf die gewählte Ausbildung der Einrichtung
beschränken soll. Abb. i zeigt die Gesamteinrichtung.
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Abb.2 zeigt das Wesentliche der Kontaktwalze.
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Abb.3 zeigt ein schematisches Bild des Empfängers und sein Schaltschema.
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Abb. a zeigt den Diagrammstreifen.
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Zu Abb. i. In die von einem Kraftwerk i nach einem entfernten Walzwerksantrieb
2 führende Leitung 3 ist ein Meßwiderstand :1 eingebaut. Der durch den Meßwiderstand
abgezweigte Strom übt im Sender 5 ein dynamisch feststellbares, vom Hauptstrom abhängiges
Drehmoment aus, welches durch übersetzung 6 zum Antrieb einer Kontaktwalze benutzt
wird. Die einmalige volle Umdrehung der KontaktwaIze entspricht einer ge«%ählten
Krafteinheit. Bei jeder Umdrehung :bildet die Kontaktwalze einen einmaligen oder
Teileinheiten anzeigenden mehrmaligen Stromschluß, welcher aus einer Ortsbatterie
8 Signalströme in eine Fernleitung 9 aussendet.
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Diese Signalströme benutzt am Beobachtungsstand ein Relais i o zur
Bildung eines Stromschlusses zwischen einer Ortsbatterie i i und dem Empfangsapparat
12. Letzterer bewirkt die Herstellung eines Diagramms über den Kraftverbrauch des
beobachteten Vorganges.
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Abb.2 zeigt eine bauliche Ausbildungsart der Kontaktwalze ;, wobei
Fig. i die einzelnen zu einer Kontaktwalze gehörenden Kontaktscheiben veranschaulicht.
Die Zusammensetzung dieser einzelnen Scheiben zeigt Fig.2. Die hierbei entstehenden
Zwischen-Z> 13 werden mit einer Isoliermasse ausgefüllt, so daß sich die in Fig.3
gezeigte Ab-Wicklung ergibt. Hierbei erscheint die Scheibe i-1 als ununterbrochener
Kontaktring 1.1, der mit der feststehenden Bürste 15 Dauerkontakt hat. ZVie ohne
weiteres ersichtlich, werden die in Fig. 2 dargestellten Kontaktfinger 16 durch
die in Fig. i an den einzelnen vorgcSehenen Vorsprüngen gleichen Bezugszeichens
16 gebildet.
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Diese Kontaktfinger kommen beim Drehen der Walze mit der in der angedeuteten
Pfeilrichtung verschiebbaren Kontaktbürste 17 in Berührung. Die erwähnte Verschicbbarkeit
der Bürste 17 auf der Walze 7 ist aus dem Grunde gewählt, um im Einklang mit den
in Fig. i veranschaulichten Kontaktscheiben ein Einstellen auf verschiedene Meßeinheiten
ermöglichen zu können.
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In Abb.3 bedeuten io das Relais für den ankommenden Signalstrom. S,
und S, sind zwei gleichartige Solenoide. In ihrem Kernrohr gleiten zwei Eisenkerne
i S und i g, welche durch eine Stange 2o von unmagnetisierbarem Metall gekuppelt
sind. An der Kuppelstange 20 ist ein keilfönniger Steuernocken 21 angebracht.
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S3 ist ein senkrecht angeordnetes Solenoid mit einem im Kernrohr gleitenden
Eisenkern 22. Dieser Kern ruht mit dem Teller 23 eines Gen eingeschraubten Führungsbolzens
2:1 auf dem Traggerüst 25 des Solenoids S3. Das untere Ende des Eisenkerns 22 bildet
eine Gabel 26 mit einer Rolle 27. Der zylindrische Stiel 28 der Gabel
26 ist in der Grundplatte 29 des Apparates geführt. Auf diesem zylindrischen
Teil der Gabel ist ein leicht gleitender Metallteller 3o aufgeschoben.
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ca, b, c, d, e, f sind isoliert aufgeschraubte Kontakte.
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31 ist eine Führung für den Papierstreifen, auf dem (vgl. Abb. 4.)
gleiche Abstände markiert sind und der mit gleichmäßiger Geschwindigkeit abläuft,
und zwar derart, daß er sich in einer Sekunde um die Entfernung zwischen zwei Markierungen
vorwärts schiebt.
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Abb. ,l läßt die' Markierung auf dem Papierstreifen i S erkennen.
Die Punkte bedeuten jedesmal den Beginn des Verbrauchs einer Krafteinheit. Der Zwischenraum
zwischen den einzelnen Punkten gibt die Zeitdauer des Verbrauches der eingestellten
Krafteinheit an.
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Die Markierung der Einheiten, d.li. also der Aufmarsch der Zeichen
auf einer abgelau=enen «'cgstrccke, bedeutet die Messung des Kraftverbrauchs. -Die
Wirkungsweise des Systems ist folgende: Die vom Motor 2 aufgenommene Energie wird
im Sender 5 mit Hilfe eines auf dem bekannten Zählerprinzip aufgebauten Apparates
dazu benutzt, um eine reibungsfrei gelagerte und mit einer ZVirbclstronibrenisscheibe
versehene
Welle zu betreiben, welche in einem konstanten magnetischen Feld rotiert.
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Es ist bekannt, daß derartige Systeme zur Messung elektrischer Energie
gesetzlich a1: eichfähig anerkannt sind. Sie können also auf eine beliebig gewählte
Größe, z. B. i m/sek., geeicht werden.
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Ein derartig geeichtes Treibsystem setzt durch mechanische übersetzung
6 die Kontaktwalze 7 in rotierende Bewegung. Die Umfangsgeschwindigkeit dieser Kontaktwalze
ist abhängig von der Größe des vom Alotor 2 durch das Treibsystem fließenden Stromes.
Eine Umdrehung der Walze 7 gibt den Verbrauch der eingestellten Vergleichsgröße,
z. B. i n-1/sek., an.
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Es besteht demnach zu Beginn der eingestellten Vergleichsgröße Kontakt
und am Ende derselben, was gleichbedeutend ist mit dem Anfang einer neuen Vergleichsgröße.
Der durch den Kontakt hervorgerufene Hilfsstrom oder Signalstrom wird in den Empfänger
12 geleitet.
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Die übertragenen Signale haben jedoch an sich wenig Wert, weil die
Zeitdauer des Signalstromes abhängig ist von der Berührungsdauer der Kontakte mit
der Bürste, d. h. von der Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze 7. Die Auswertung
dieses Signalstromes wird aber ermöglicht mit Hilfe des Empfängers 12.
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Im ersten Moment des Kontaktes zwischen Bürste und Kontaktwalze wird
der Relaisanker i o des Empfängers 12 angezogen und stellt Verbindung zwischen a
und b her. Dadurch wird der Stromkreis, Batterie i i, Solenoid S;, über den
auf c und d aufliegenden Teller 3o geschlossen und der Eisenkern i9 momentan eingezogen.
Der Eisenkern 19 hebt durch den Steuernocken 21 den leichteren Kern 22 des Solenoids
S3 an.
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Letzteres schließt die Kontakte e und f durch den darauf ruhenden
Teller 23 und unterbricht gleichzeitig durch den mithochgenommenen Kontaktteller
3o die Wirkung des Solenoids S@.
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Von diesem Äugenblick ab ist ein neuer Stromkreis, Batterie i i, Solenoid
S3, Solenoid Si, Batterie i i, geschlossen. Diese beiden Solenoide werden erregt
und ziehen ihre Kerne ein mit folgender Wirkung Solenoid S3 hält selbständig den
von dem Steuernocken 2i hochgehobenen Ker11 22 in Kontakt mit e und
f. Solenoid S, -schleudert den von S, vorgebrachten Kern i S in die Anfangsstellung
zurück.
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Von diesem Augenblick an ändert sich an dem bestehenden Zustande nichts
bis zu dem Zeitpunkt, wo der Signalstrom aussetzt. In diesem Moment fällt der Relaisanker
i o ab und unterbricht den Batteriestrom der Solenoide bei a und b. Gleichzeitig
fällt der Kern 22 des Solenoids S3 ab und stellt mit dem Teller 3o bei c und d den
Bereitschaftszustand zum Empfang und zur Fixierung eines neuen Signals her.
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Die Abwartezeit bis zum neuen Signalstrom ist der Zustand des Verbrauchs
der eingestellten Meßgröße.
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Die Markierung auf dem Papierstreifen geschieht durch das Vorschnellen
des Treibstiftes 32, ist also momentan und behindert den Papierstreifen in der gleichmäßigen
Vorwärtsbewegung nicht.
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Dadurch, daß auf dem Papierstreifen gleiche Abstände markiert sind
und er sich in gleichförmiger Geschwindigkeit vorwärts bewegt, und zwar derart,
daß er sich in einer Sekunde um die Länge eines der markierten Abstände vorwärts
schiebt, ist die Möglichkeit gegeben, die verbrauchten Meter direkt abzulesen.