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Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl von Schiffswellen Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der Umdrehungszahlen von Schiffswellen
größeren Umfangs.
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Es ist bekannt, Drehzahlen von Wellen dadurch zu ermitteln oder zur
Anzeige zu bringen, daß über die Welle ein Treibriemen geführt wird, der eine mit
der Welle parallel laufende Welle eines Tachometers antreibt.
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Es wird somit eine Nachbildung der Drehbewegung der Welle zur Ermittlung
bzw. zur -Anzeige benutzt. Diese Einrichtung hat den Nachteil, infolge des Schlupfes
des Treibriemens nicht zuverlässig und genau zu arbeiten. Abgesehen davon ist die
Anbringung des Riemens ziemlich umständlich, und beim Betrieb müssen Vorsichtsmaßregeln
ergriffen werden, um Unfälle zu verhüten.
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Es ist ferner bekanntgeworden, für den Antrieb des Drehzahlmessers
Ketten zu verwenden, die über Zahnräder laufen, welche auf der Achse des Drehzahlmessers
und auf der Welle, deren Drehzahl ermittelt werden soll, befestigt sind. Durch diese
Einrichtung werden wohl die Ungenauigkeiten, die durch den Schlupf des Riemens eintreten,
verringert, doch stellten sich der nachträglichen Anbringung eines solchen Umdrehungsanzeigers
an der betriebs fertigen Welle größte Schwierigkeiten entgegen; denn die Zahnkränze
müssen auf der Welle nachträglich
zusammengesetzt werden. Bei großen
Wellendurchmessern und großen Drehzahlen ergeben sich für I(ettenbetrieb zu hohe
Umfangsgeschwindigkeiten, die eine Zerstörung der Kette zur Folge haben.
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Bei den bekannten, für Wellen kleineren Durchmessers bestimmten Drehzahlenmessern,
deren Arbeitsweise auf der Umwandlung von Drehbewegungen in Hinundherbewegungen
durch einen exzentrisch auf der Welle angebrachten Ring und eine an diesem anliegende
Rolle beruht, ist es einerseits störend, daß Rückwärts- und Vorwärts drehungen nicht
ohne besondere Umschaltmaßnahmen zur Anzeige gebracht werden können. Andererseits
ist die flexible Verbindung zwischen der Rolle auf dem Drehzahlanzeigegerät für
den Schiffsbetrieb nicht geeignet. da hierfür eine stabile und mechanisch äußerst
widerstandsfähige Einrichtung erforderlich ist.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Einrichtungen.
Die neue Lösung besteht darin, daß zwei unabhängig voneinander um eine Drehachse
schwenkbare Rollen mit zwei um go0 versetzt angeordneten Exzenterringen form- oder
kraftschlüssig in Berührung stehen und über Pleuelstangen auf ein Kurbelgetriebe
arbeiten.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
Ausffihrungsbeispiele der Erfindung seien an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. I eine grundsätzliche Anordnung des Getriebes, das
zur Umdrehungsanzeige dient, in Seitenansicht, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel
in Draufsicht, Fig. 3 ein noch weiterhin abgeändertes Ausführungsbeispiel, Fig.
4 eine ausführliche Darstellung in Seitenansicht, Fig. 5 einen Teilschnitt der Einrichtung
nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Teilschnitt der Einrichtung nach der
Linie VI-VI der Fig. 4.
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In Fig. I steht ein exzentrischer Ring 2, der auf einer Welle I angebracht
ist, mit einer Rolle oder Scheibe 3 in Berührung. Die Rolle 3 ist an einem Hebel
5, der um eine Achse 10 schwenkbar gelagert ist, bei 4 drehbar angebracht. Durch
eine Feder 6, welche am Hebel 5 angreift, wird die Rolle 3 fest gegen den exzentrischen
Ring 2 gedrückt.
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Eine Pleuelstange 7 ist mit einem Ende schwenkbar am Hebel arm 5 bei
4 angebracht, mit dem anderen Ende an einem exzentrisch auf einer Schwungscheibe
g sitzenden Wellenstumpf 8. Zur besseren Überwindung der Totpunktlage wird zweckmäßig
die Schwungscheibe g ungleichförmig ausgebildet; die Pleuelstange 7 kann auch an
einer Kurbel angreifen, auf deren Drehachse die Schwungscheibe g befestigt ist.
Die Schwungscheibe 9 treibt nun einen Drehzahlmesser (nicht gezeichnet) an. Die
Vorrichtung gemäß Fig. 1 bildet nicht den Gegenstand der Erfindung.
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Die Überwindung der Totpunktslage wird erfindungsgemäß nach Fig.
2 dadurch erzielt, daß zwei um go0 versetzte exzentrische Ringe 2 und 2' auf der
Welle I befestigt sind.
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An die Ringe 2 und 2' werden Rollen 3 und 3' wieder durch entsprechende
an den Hebeln 5 und j' angreifende Federn 6 bzw. 6' gedrückt.
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Die Rollen 3 und 3' wirken jetzt~über Pleuelstangen 7 und 7' auf eine
Kurbelwelle I2 mit entsprechend um go0 versetzten Kurbeln 1 1 bzw. 1 1'. Ein Drehzahlmesser
40 wird wieder mit Hilfe der Kurbelwelle 12 angetrieben, zweckmäßiger ist es jedoch,
eine t;bersetzung dazwischen zu schalten.
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Bei den bisher beschriebenen Einrichtungen (nach Fig. I und 2) sind
die Rollen 3 bzw. 3' mit den exzentrischen Ringen 2 bzw. 2' kraftschlüssig verbunden,
d. h. die Rollen 3 und 3' bleiben durch eine von außen wirkende Kraft (Federn 6
bzw. 6') immer mit den Ringen 2 bzw. 2' in Verbindung, wodurch sich bei Drehung
der Welle I eine Hinundherbeuegung der Rollen 3 bzw. 3' ergibt. Die Hinundherbewegung
wird mit Hilfe der Pleuelstangen 7 bzw. 7' und der Schwungscheibe 9 oder der Kurbelwelle
12 wieder in eine Drehbewegung zurückverwandelt. Einer vollen Umdrehung der Welle
I entspricht immer eine volle Umdrehung der Schwungscheibe 9 bzw. der Kurbelwelle
12. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die schädliche Wirkung des Schlupfes
und des toten Punktes zwischen den einzelnen Teilen vollkommen ausgeschaltet. Es
ist mit sehr einfachen Mitteln eine genaue Ermittlung der lTmdrehungszahl einer
Welle möglich.
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Der grundsätzliche Gedanke läßt sich noch in anderer Form ausführen.
Bei der abgeänderten Einrichtung nach Fig. 3 bedarf es der bekannten Feder, d. h.
der von außen wirkenden Kraft nicht. Zwei Rollen I3 und 14, die den exzentrischen
Ring 2 an zwei gegenüberliegenden Punkten berühren, werden von einem gabelartigen
bei 16 drehbar gelagerten Hebel 15 gehaltert. Die Rollen 13 und I4 sind hier formschlüssig
mit dem Exzenterring 2 verbunden. Infolge der Drehbewegung der Welle I tritt eine
Hinundherbewegung der Rollen 13 und 14 ein, da sie fest an den exzentrischen Ring
2 anliegen.
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Uber die Pleuelstange 7 wird diese Bewegung wieder auf die Schwungscheibe
g übertragen. Die Ausbildung eines gabelförmigen Tastgliedes für die exzentrischen
Ringe ist bekannt.
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Auch bei dieser Einrichtung werden gemäß der Erfindung zwei um 900
versetzte exzentrische Ringe und somit zwei gabelartige Hebel, die über Pleuelstangen
auf eine Kurbelwelle arbeiten, verwandt, um den Einfluß der Totpunktslage zu vermeiden,
die gerade bei einer formschlüssigen Verbindung zu Störungen Veranlassung geben
könnte.
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In Fig. 4 ist mit I wieder die Welle bezeichnet, auf der ein exzentrischer
Ring2 angebracht ist. Ein zweiter um 900 versetzter Ring 2' befindet sich dahinter,
wie aus Fig. 5, die einen Teilschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 bezeichnet,
ersichtlich ist.
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Mit dem exzentrischen Ring 2 steht eine in einem gabelartigen Doppelhebel
I7 bei I8 gelagerte Rolle 3 in Berührung. Der Doppelhebel I7 ist an seinem unteren
Ende schwenkbar auf einer Achse 22 befestigt, die exzentrisch auf einem am unteren
Gehäuseteil 36 gelagerten Zahnrad 23 angebracht ist. Die am oberen Ende des Doppelhebels
I7 schwenkbar gelagerte Pleuelstange besteht aus zwei teleskopartigen Teilen-Ig
und 20, die erfindungsgemäß durch eine Feder 2I miteinander verbunden sind. Die
zwischengeschaltete Feder 2I, die eine gewisse Nachgiebigkeit der Pleuelstange bedingt,
dient zum Ausgleichen von kleinen Unregelmäßigkeiten, die etwa auf dem Umfang des
Exzenterringes 2 vorhanden sind. Die Pleuelstange verursacllt mittels der Kurbel
30 eine Drehung der Achse 31, wodurch gleichzeitig das auf der Achse 31 festsitzende
Zahnrad 34 im oberen Gehäuseteil 35 gedreht wird.
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Der Doppelhebel 17 mit der Rolle 3 wird durch eine Feder 6, die sich
an einer am Gehäuseteil 36 befestigten Schulter 29 abstützt, gegen den Exzenterring
2 gedrückt, so daß beim Betrieb die Rolle3 immer am Ring 2 anliegt. Ferner ist am
unteren Gehäuseteil 36 noch ein Zahnrad 24 auf einer Achse 26 gelagert. Das Zahnrad
24 kämmt mit dem Zahnrad 23. Beide Zahnräder 23 und 24 können auch durch Reibräder
ersetzt werden.
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An einer Stelle des Zahnrades 24 ist ein Loch 27 vorgesehen, während
sich im unteren Gehäuseteil 36 Löcher 28 und 28' befinden, von denen das Loch 28
hinter dem Loch 27s das Loch 28' unter dem Loch 28 angeordnet ist.
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Durch eine Schraube 39 o. dgl. (Fig. 5), die durch das Loch 27 in
die entsprechenden Löcher 28 bzw. 28' am Gehäuseteil 36 ge-- steckt werden kann,
wird das um die Achse 26 drehbare Zahnrad 24 in einer der vorbestimmten Stellungen
festgehalten. Es kann aber auch eine Kulissenführung verwandt werden, die besonders
zweckmäßig ist, wenn eine Nachstellung der Rolle 3, z. B. beim Nachlassen der Federkraft
der Feder 6 o. dgl., erforderlich sein sollte.
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Wird z.B. der an dem Zahnrad 24 befestigte Griff 25 im Uhrzeigersinn
bewegt, so wird das Zahnrad 24 gedreht, gleichzeitig erfolgt aber auch eine Drehung
des Zahnrades 23. Dadurch wird die auf dem Zahnrad 23 exzentrisch angebrachte Achse
22 verschoben.
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Der Doppelhebel 17 rückt nach rechts, wodurch die Rolle 3 mit dem
Exzenterring 2 außer Berührung kommt. Das Zahnrad 24 kann jetzt mittels der Schraube
39 und der Löcher 27 und 2S' am Gehäuseteil 36 in der neuen Lage festgehalten werden.
Die Gesamteinrichtung zur Drehzahlermittlung, die z.B. mit einem am unteren Gehäuseteil
36 angenieteten oder angeschraubten Fuß 37 versehen sein mag, ist von der drehenden
Welle demnach leicht zu entfernen bzw, an die sich drehende Welle wieder anzusetzen.
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Aus der Fig. 5 ist auch die andere Seite der Einrichtung ersichtlich,
die im übrigen dieselbe Ausbildung hat, wie vorher ausführlich beschrieben. Ein
Doppelhebel 17' ist wieder schwenkbar auf einer exzentrisch am Zahnrad 23' angebrachten
Achse 22' befestigt.
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Das Zahnrad 23' ist mit dem Zahnrad 23 durch die Achse 38 verbunden,
so daß die vorher beschriebene Ausrückvorrichtung gleichzeitig auf beide Rollen
3 und 3' wirkt.
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Die Fig. 6 zeigt die Einrichtung von der Welle aus betrachtet. Die
Pleuelstange arbeitet mit ihrem Teil 20' auf eine Kurbel 30', die gegenüber der
Kurbel 30 um 900 versetzt ist, um die Totpunktslage zu überwinden. Außerdem ist
noch die Übertragung der Drehbewegung der Achse 31 auf das An zeigegerät, z. B.
Tachometermaschine 40, mit Hilfe der im oberen Gehäuseteil 35 gelagerten Zahnräder
34 und 32 deutlich zu entnehmen. Durch Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes
wird eine höhere Drehzahl erzielt, die gerade für die Drehzahlermittlung zweckmäßig
ist.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 bis 6 ist die kraftschlüssige
Ubertragung angewandt worden. Esçist natürlich auch möglich, hier die formschlüssige
Übertragung gemäß Fig. 3 zu benutzen. In diesem Falle sind die die kleinen Unregelmäßigkeiten
ausgleichenden Federn 21 und 2I' in den Pleuelstangen besonders vorteilhaft.
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Es sei jetzt noch kurz die Wirkungsweise der Einrichtung geschildert.
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Jede Umdrehung der Welle 1 ruft einen Hinundhergang der durch die
Federn 6 bzw. 6' beeinflußten Rollen 3 bzw. 3' hervor, welcher vermöge des Doppelhebels
17 bzw.
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I7' und des beschriebenen Kurbel getrieb es eine Drehung der Welle
3I verursacht. Infolge der in den Figuren dargestellten Form des Doppelhebels I7
wird der an sich kleine Hub der Rolle 3 bzw. 3( vergrößert, um dadurch
brauchbare
Abmessungen für das Kurbelgetriebe zu erhalten. Infolge des Aufbaues der erfindungsgemäßen
Einrichtung kann auch bei einer plötzlichen Drehzahlverminderung oder -vergrößerung
der Welle r an keiner Stelle ein Schlupf entstehen, der zu Ungenauigkeiten führen
würde.
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Die Befestigung der Exzenterringe auf der Welle macht keine Schwierigkeiten
und kann zur vorübergehenden Bestimmung von Drehzahlen sogar mittels einfacher Verschraubungen
behelfsmäßig ausgeführt werden, ohne daß die Genauigkeit der Anzeige darunter leidet.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für alle Wellen, an deren
Enden Vorrichtungen angebracht sind, die nicht oder nur schwer von der Welle gelöst
werden können, wo aber trotzdem genaue Drehzahlbestimmungen vor genommen werden
sollen.