DE554276C

DE554276C - Torsions-Dynamometer zur Messung mechanischer Leistungen in rotierenden Wellen

Info

Publication number: DE554276C
Application number: DE1930554276D
Authority: DE
Original assignee: Paul Mueller Co
Current assignee: Paul Mueller Co
Priority date: 1930-04-29
Filing date: 1930-04-29
Publication date: 1932-07-07

Description

Torsions-Dynamometer zur Messung mechanischer Leistungen in rotierenden Wellen Torsions-Dynamometer zur Messung der von einer rotierenden Welle übertragenen mechanischen Leistung, welche diese Leistungsmessung auf eine elektrische Messung zurfckführen, sind bereits bekannt. Auch solche mit rotierenden Ankern in permanenten Magnetfeldern sind schon konstruiert «-orden, jedoch haben sie den Mangel, daß hierbei kein konstanter Fluß im Anker erzielt wird und somit auch keine absolute Proportionalität zwischen übertragener mechanischer und gemessener elektrischer Leistung erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung gibt in der Zweiteilung des Ankers das erstemal die Möglichkeit, den Fluß konstant zu halten, und erreicht somit auch die obenerwähnte Proportionalität.
Die nachfolgend beschriebene Apparatur formt die mechanischen Größen, Drehmoment und Drehzahl, derart um, daß die mechanische Leistungsmessung zu einer elektrischen Spannungsmessung wird.
Ausgehend von dem Grundgesetz der elektromagnetischen Induktion: Die in einem Leiter induzierte elektromotorische Kraft ist gleich der in der Sekunde geschnittenen Kraftlinienzahl. Oder: Volt. Dies kann auch geschrieben werden: i. E-n#0#c, wobei : E die Spannung in Volt, z1 die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute, 0 der Induktionsflluß in Maxwell und Cl der Umrechnungsfaktor ist.
Andererseits ist die mechanische Leistung: z. N=Md#it#c., wobei: N die Leistung in Pferdestärken, Md das Drehmoment in kg # cm und c. eine Umrechnungszahl (7i 620) ist. Wenn nun das Drehmoment _17d in direkt lineare Abhängigkeit von dem Fluß 0 gebracht wird, kann unter Einführung einer neuen Konstanten C3, die nur von den Abmessungen des Apparates bestimmt ist, geschrieben werden: j. N - @ # @2 # C3; dieses ist aber die in Formel i dargestellte Grundform des Induktionsgesetzes. c3 gibt dabei an, wie die Skala des Voltmeters geeicht werden muß, um mechanische Leistungseinheiten (Pferdestärken) ablesen zu können.
15 ist der Fluß, der zur Erzeugung der EMK dient, also der wirlesame Fluß. Der gesamte Fluß wird konstant gehalten, indem man in den magnetischen Kreis eines permanenten Magneten einen konstanten magnetischen Widerstand einschaltet und die Leiter, in welchen die Meßspannung erzeugt werden soll, in axialer Richtung in das homogene Feld einschiebt. (Oder: gesamt - konstant-, 0 wirksam - 117 d # c [wobei C eine Konstante ist]).
Erreicht wird dieses durch eine Apparatur, die wie folgt gebaut ist: Die Spannung, die als Maß der von dem Wellenstück a, nach dem Wellenstück b übertragenen Leistung dient, wird in dem Anker c erzeugt. Dieser ist in der Art eines normalen Gleichstromtrommelankers gewickelt, nur daß er auf der dem Kollektor entgegengesetzt liegenden Seite nicht aufhört, sondern der Eisenteil nochmals um Ankerlänge weitergeführt ist. Der Anker ist also nur zur einen Hälfte bewickelt, wobei die Wickelköpfe möglichst Hach gehalten sind, damit der Eisenkörper möglichst ununterbrochen ist und somit die Feldverteilung in jedem senkrecht zur Achse geführten Schnitt dieselbe ist.
Die wicklungtragende Hälfte des Ankers c wird proportional dem wachsenden Drehmoment axial in das Feld des permanenten feststehenden Magneten i hineingeschoben, was ermöglicht wird, wenn man den Anker nicht fest auf die Welle, sondern auf ein verschiebbares Rohr d aufsetzt. Erreicht wird die axiale Verschiebung durch eine Vorrichtung e, an deren Stelle natürlich jeder beliebig ausgebildete Maschinenteil treten könnte, wenn er nur diese Wirkung hervorbringt.
Der zum Spannungsmesser führende Strom wird durch die Bürsten f, f abgenommen; diese schleifen auf dem Kollektor g. Sie sind natürlich sö angebracht, daß sie sich mit dem Anker axial mitverschieben.
Bei dem Drehmoment Null geht der gesamte Kraftlinienfluß der permanenten Magneten i durch den keine Wicklung tragenden Teil des Ankers c. Dem wachsenden, zu übertragenden Drehmoment proportional schiebt sich der Wicklungen tragende Teil des Ankers in das Kraftfeld. Der unbewickelte Teil des Ankers ist also nur dazu da, um das Feld von der axialen Stellung des Ankers unbeeinflußt zu machen.
Der Magnet i trägt Polschuhe, die lamelliert sind, damit störende Rückwirkungen hervorbringende Wirbelströme unterdrückt werden. Der Spannungsmesser la ist in Leistungseinheit (PS o. dgl.) geeicht.
Die Erfindung hat die große Annehmlichkeit, Fernmessungen zuzulassen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Torsions - Dynamometer zur Messung mechanischer Leistungen in rotierenden Wellen, das die Leistungsmessung auf eine elektrische Spannungsmessung zurückführt, mittels eines in einem permanenten Magnetfeld proportional der Drehzahl der Welle rotierenden Ankers, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht übertragener Leistung der unbewickelteTeil des Ankers sich im Magnetfeld befindet, während bei übertragener Leistung der bewickelte Teil des Ankers proportional der Wellenverdrehung senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes in diesem verschoben wird.