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Elektrischer Dehnungsmesser für Maschinenteile Die bekannten elektrischen
Dehnungsmesser arbeiten nach. dem induktiven oder kapazitativen Verfahren und bestehen
aus aufeinandergeschichteten Kohleplatten. Der mit diesen Meßgeräten verbundene
Nachteil liegt im wesentlichen in einem verhältnismäßig großen Bauaufwand, so daß
diese nicht nur auf Dehnung, sondern auch hei Untersuchungen an umlaufenden Maschinenteilen
auf unerwünschte Biegung und Massenkräfte der Meßeinrichtung selbst ansprechen.
Es ist ferner bekannt, auf dem zu prüfenden Körper Kohlestreifen zu befestigen und
gleichzeitig mit diesem zu drehen. Hierbei tritt eine Änderung des Ohmschen Widerstandes
des Kohlestreifens ein, die als Meßgröße dient, mit dem Nachteil, daß diese Widerstandsänderung
sehr gering ist und daher kein einwandfreies Meßergebnis ergibt.
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Durch den erfindungsgemäßen elektrischen Dlehnungsmessler werden
diese Nachteile vermieden.
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Die Erfindung geht von einem der bekannten elektrischen Dehnungsmesser
für Maschinenteile aus, bei denen die Spannungs-bzw. Stromänderung eines sich unter
den Beanspruchungen verformenden und mit einer Stromquelle verbundenen, vorzugsweise
aus Kohle und einzelnen Teilen bestehenden Wi derstandskörpers als Meßgröße festgestellt
wird, und besteht darin, daß einzelne Teile des Widerstandskörpers voneinander getrennt
und für sich isoliert derart auf dem zu prüfenden Körper, vorzugsweise durch Aufkleben,
befestigt sind, daß sich die einzelnen Teile des Widerstandskörplers mikrophonartig
berühren.
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Mit Hilfe diester Ausbildung des als Meßelement dienenden Widerstandskörpers
gieliegt es, eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit zu erzielen. Zwechmäßigerweise
wird dabei ein derartiges Meßelement aus einem auf eine Unterlage, beispielsweise
Papier, aufgeklebten Kohlestreifen hergestellt, der nachträglich ein- oder mehrmals
durchbrochen wird Man hat auf diese Weise die Gewährdaß durch den Zusammenhang der
Kohleteilchen mit der Unterlage einwandfreie, mikrophonartige Berührungskontakte
entstehen.
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Um die Stromquelle und die Kohle nicht
zu überlasten,
wird zweckmäßig in den Stromkreis mit dem Meßelement ein Widerstand in Reihe geschaltet
und die Spannungs- oder Stromschwankungen parallel bzw. in Reihe zu dem Meßelement
abgenommen, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch einen Oszillographen,
weiter ausgewertet werden.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel mit den für die Erfindung
wesentlichen Teilen für verschiedene Anwendungsmöglichkeiten dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schaubildlich ein auf einem Prüfkörper befestigtes Meßelement, Fig. 2 eine
mögliche Schaltung, Fig. 3 den Einbau des Meßelementes in einem umlaufenden zu prüfenden
Körper, Fig. 4 eine Schaltung des Meßelementes mit induktiver Kopplung auf eine
stillstehende Spule, Fig. 5 den Einbau der induktiven Kopplung, wobei die Kopplung
über einen stillstehen den Eisenkern erfolgt, Fig. 6 Schaltung für die Messung von
Stromschwankungen, Fig. 7 und S Widerstandsmessung in Brükkenschaltung.
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Auf dem Prüfkörper 1, dessen Dehnung gemessen werden soll, ist ein
als Meßelement dienender Kohlestreifen 2, der auf eine z. B. isolierte Unterlage
3, beispielsweise aus Papier, aufgeliltebt ist, befestigt. Vor der Befestigung des
Kohlestreifens mit der Unterlage 3 auf dem Prüfkörper 1 wird der Kohlestreifen bei
4 durchgebrochen, so daß an dieser Stelle ein mikrophonartiger Berührungskontakt
der beiden Kohleteile 2a, 2b entsteht. Die Enden 5 der Kohleteile 2a und 2z, können
in an sich bekannter Weise mit einem Metallüberzug, beispielsweise Kupfer, versehen
werden, auf den die Stromzuführungen 6 angelötet werden. Das Meßelement ist, wie
dies die Fig. 2 erkennen läßt, in Reihe über einen Widerstand 8 in den Stromkreis
der Stromquelle 7 geschaltet. Der Widerstand schützt das Meßelement und die Batterie
vor Überlastungen. Die Spannung der Stromquelle kann 1,5 Volt und der Belastungswiderstand
etwa 10 Ohm betragen, so daß an dem Mel3element eine Spannung von etwa 0,3 Volt
auftritt. Parallel zu dem Meßelement könnten in diesem Ausführungsbeispiel an den
Anschlüssen 9 Spannungsschwankungen abg!enommen werden, deren Auswertung in an sich
bekannter Weise, z. B. über einen Oszillographen 10, erfolgt.
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Soll die Dehnung an umlaufenden Maschinenteilen, beispielsweise an
den Schaufeln eines Gebläselaufrades, gemessen werden, so erfolgt die Unterbringung
des Meßelementes einschließlich seines Belastungswiderstandes und seiner Stromquelle
zweckmäßigerweise an dem umlaufenden Maschinenteil selbst. wie dies die Fig. 3 zeigt.
In dieser Figur ist das Meßelement 2 auf einer Schaufel 11 des Gebläselaufrades
12 befestigt und der eine Anschluß über Masse und der andere Anschluß zu dem Widerstand
geführt, der in der hohlen Welle des Gebläseläufers mit der Stromquelle 7 verbunden
ist, deren eine Seite bei 1 S ebenfalls an Masse lilegt. Über Schleifkontakte 13
und 14, wovon der Schleifkontakt l., mit der Masse verbunden ist, werden die Spannungsschwankungen
abgegriffen.
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Um die mit solchen Schleifringübertragungen unvermeidlichen Kontaktschwierigkeiten
zu vermeiden, ist es, wie Fig. 4 zeigt. möglich, auch mit Hilfe einer induktiven
Kopplung die Spannungsschwankungen des Meßelementes 2 zu übertragen. Für diesen
Zweck ist zu dem Meßelement 2 eine Wicklung 15 parallel geschaltet, die beispielsweise
über einen Eisenkern oder auch über Luft in eine stillstehende weitere Wicklung
16 die von dem Meßelement2 in der Wicklung 15 induzierten Spannungen überträgt.
Die Kopplung der Wicklung 15 mit der Wicklung 16 kann, wie Fig. 5 zeigt, zweckmäßigerweise
nach Art einer Transformatorkopplung mit Hilfe eines mit der Wicklung 16 fest verbundenen,
stillstehenden Eisenkenis 1 7 erfolgen Die weitere Schaltung gemäß Fig. 5 erfolgt
wie die Schaltung nach Fig. 4 und der Aufbau in der hohlen Gebläseläuferwelle gemäß
Fig. 3.
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An Stelle Spannungsschwankungen parallel zu dem Meßelement 2 abzunehmen,
ist es auch möglich, Stromschwankungen, wie Fig. 6 zeigt, in Reihe zu dem Meßelement
und der Stromquelle 7 an den Anschlüssen 19, 20 abzunehmen, ohne daß die Empfindlichkeit
des Meßelementes wesentlich leidet.
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Auch bei dieser Schaltung ist es möglich, zur Vermeidung von Schleifringübertragern
die Stromschwankungen mit Hilfe einer induktiven Kopplung über eine Wicklung 15
auf eine Wicklung 16 zu übertragen.
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Eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit gelingt dadurch, daß,
wie die Fig.; und 8 zeigen, das Meßelement 2 mit drei gleichen Widerständen 21,
22, 23 in Brükkenschaltung angeordnet wird, wobei die in dem Brü,ckenzweig 24 auftretenden
Spannungs oder Stromschwankungen als llebgröße dienen. Auch bei dieser Schaltung
ist zweckmäßig in Reihe zu der Stromquelle 7 ein Belastungswiderstand 8 vorzusehen.
Die Fig. 8 zeigt lediglich eine weitere Abwandlung der Fig. 7, bei der die in dem
Brückenzweig 24 auftretenden Spannungs- oder Stromschwankungen über die bereits
erwähnte Wicklung 15 auf induktivem Wege übertragen werden. Diese Ausführung eignet
sich beton
ders für die Unbersuchung von umlaufenden Maschinenteilen,
da sich hier besondere Schleifkontakte erübrigen.