Einrichtung zur Bestimmung des Drehmomentes an umlaufenden Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Drehmomentes an umlaufenden Wellen, insbesondere an den rasch laufenden Übertragungswellen für das Luftschraubengetriebe von Flugmotoren mit mehreren, gegebenenfalls abschaltbaren Kurbelwellen.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Bestimmung .des Drehmomentes an Kraftmaschinen bekanntgeworden, bei denen zur Messung des Drehmomentes die Verdrehung eines zwischen zwei Wellen eingeschalteten :besonderen drehelastischen Stabes .gegenüber einem .drehstarren Rohr bestimmt wurde. Weiterhin hat man Vorrichtungen zur selbsttätigen Bestimmung des Drehmomentes an Wellen aus deren Verdrehung gebaut, bei denen .der Verdrehungswinkel durch mechanische Mittel vergrößert zur Anzeige gebracht wurde, um das Ablesen lauf einer Skala zu erleichtern. Die betreffenden Einrichtungen sind für sehr rasch laufende Wellen wenig ,geeignet, da sie außermittig angeordnete Teile, wie Hebel, Verbindungsstangen o. dgl. enthalten, .die bei hoher Drehzahl .durch Fliehkräfte, gegebenenfalls auch durch Drehschwingungen, Störungen;; ausgesetzt sind. Eine bekannte Einrichtung ohne mechanische Mittel zur Vergrößerung der Verdrehungsanzeige ermöglicht die Ablesun,g nur an der Welle selbst, .kann also bei nicht zugänglicher Welle, z. B. beim Flugbetrieb, nicht verwendet werden.

Für die ' unmittelbare Betätigung von Schaltvorrichtungen ist die zul:etztbesprochene Einrichtung gleichfalls ungeeignet. Die unmittelbare Betätigung von Abschaltorganen o. dgl. ist ,bei Flugmotoren mit zwei Kurbelwellen, die auf ein gemeinsames Luftschraubentriebwerk arbeiten, besonders wichtig. Zeigt sich nämlich in einer Antriebseinheit eines solchen Motors :eine Störung, so mußdiese abgeschaltet werden, damit die andere Einheit ungehindert weiterarbeiten kann. Bisher bestand die Schwierigkeit, zu erkennen, bei welcher der Antriebseinheiten die Störung besteht. Es war nur möglich, eine Änderung. der Gesamtleistung des Motors festzustellen.

Um nun die einzelnen Antriebseinheiten getrennt überwachen zu können, .ist es erforderlich, die von den einzelnen Antriebseinheiten an die Luftschraube abgegebenen Drehmomente zu prüfen.

Die Erfindung .schafft .nun eine Einrichtung zur Bestimmung des Drehmomentes,-die bei hohen N@"ellendrehzahlen verwendbar und insbesondere auch für die zuletzt besprochene Anwendung bei Flugmotoren mit mehreren Kurbelwellen geeignet ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßstellen eines drehelastischen Teiles mit je einem Zahnrad mit Schrägverzahnung von entgegengesetzter Richtung starr verbunden sind und daß ein Gegenzahnrad mit diesen Rädern so in Eingriff steht, daß es entgegen der Belastung durch eine Feder nach Maßgabe des wirksamen Drehmomentes eine Verschiebung in Achsrichtung erfährt, die zur Anzeige oder unmittelbaren Betätigung einer Schaltvorrichtung benutzt wird.

Im Falle der Anwendung der Schaltvorrichtung ist es möglich, bei großen Änderungen des Drehmomentes eine Antriebseinheit abzukuppeln, eine Unterbrechung des. -Zündstromes öder der Brennstoffzufuhr oder irgendwelche anderen Veränderungen zu bewirken.

Um ein sicheres Arbeiten der Einrichtung zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß zwischen den beiden mit den M.eßstellen verbundenen Zahnrädern ein Abstand vorhanden ist, welcher mindestens gleich ist dein halben Produkt aus der am Umfang der schräg verzahnten Räderauftretenden größten relativen Verdrehung dieser Räder zueinander und dem Kotangens des von einer Zahnflanke und einer Mantellinie eines das Rad einhüllenden Zylinders eingeschlossenen Winkels.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erhndun,gsgegens.tandes# sind in beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben. -Es zeigen Abb. i die Einrichtung nach der Erfindung in- wesenhafter Darstellung in Verbindung mit einer Meßeinrichtung, A@bb. 2 die Einrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einer Kontakteinrichtung zur Entkupplung einer Antriebseinheit, Abb. 3 eine Einzeleinheit.

In der Einrichtung :nach Abb. i treiben zwei Kurbelwellen i, 2 über Zahnräder 3. 4, 5.-6 je eine Hilfswelle 7, 8 an, die das Drehinoment über Abschaltk upplungen 9, io mittels der Zahnräder i i, 12 auf das mit .der Luftschraube 13 gekuppelte Zahnrad 14 übertragen. Um jede der Hilfswellen 7, 8 ist je ein drehsteifes Rohr 15, 16 geführt, daß an einem Ende 17 bzw. 18 mit der Hilfswelle drehstarr verbunden ist und am anderen Ende ein schräg verzahntes Zahnrad i9 bzw. 2o trägt. Die Hilfswellen 7, 8 sind ebenfalls mit schräg =verzahnten Zahnrädern 21, 22 versehen, die sich neben den Zahnrädern i9 .bzw. 2o :befinderr,- bei denen jedoch die Schrägzähne in Spiegel.bildlage angeordnet'"sind. Mit :diesen beiden Zahnrädern i9 ün.d ai-,bz1,##. 2o und 22 kämmt je ein Pfeilrad 23 bz«-. 2.4. das durch eine finit ihm fest verbundene \ehenwelle 25 bzw. 26 in Lagern 27, 28 b-r_w. 29, 30 leicht drehbar und axial leicht verschiebbar geführt ist. Auf das eine Ende der wehen «-ellen wirkt über einen Federteller mit geringem Druck in axialer Richtung je eine Feder 3i bzw. 32 zur Beseitigung des in d-er Einrichtung vorliandenen Axi.alspieles, während das andere Ende auf ein Zeigerinstrument 33 bzw. ß.4 einwirkt, das die axiale Verschiebung der Nebenwelle und des Pfeilrades anzeigt und damit auch, die Größe des Drehmoments. Zwischen den beiden schräg verzahnten Rädern ist der Abstand c so groß gewählt, daß auch bei größtmöglicher N'erscliiebun.g des Pfeilrades dessen Symmetrieebene niemals innerhalb der Begrenzungslinien eines der schräg verzahnten Räder fällt.

Eine weitere Ausführungsfortn des Eriindungsgegenstand s in Verbindung finit einer Kontakteinrichtung ist in A bb. 2 wiederge-"ehen. Da die Gesamtanordnung der L'bertragungseinrichtung die gleiche ist wie bei der in Abb. i beschriebenen Bauart, erübrigt sich ein nochmaliges Eingehen auf diese, und es wird lediglich die Kontakteinrichtung beschrieben. Das freie Ende der Nehemvelle 25 hzW. 26 wirkt hierbei auf einen Kontakthebel .I9 bzw. 5o ein. Dadurch wird der Kontakt 39 hzw.-to geschlossen, und es fließt ein Strom von der Batterie 41 bzw. 42 durch die Spule des Elektromagneten 37 bzw. 38 über den Kontakt 39 bzw. 4o, den Kontakthebel .:19 bzw. 5o, die Feder.43 bzw. 44 nach ;f bzw. 52 und von da zurück zur Batterie. Dieser Strom hat zur Folge, daß der Elektromagnet 37 bi«-. 38 seinen Anker 45 bzw. 46 anzieht und dadurch mittels des Winkelhebels 47 bzw. .I8 die Klauenkupplung 9 bzw. io ausrückt. Sinkt beispielsweise infolge einer Motorstörung das Drehmoment der einen Kurbelwelle 2 unter ein vorgeschriebenes Maß, so wird bei geeigneter Anordnung der Kontakte erreicht, daß die Klauen.kupplung io ausgerückt wird, während die keiner Störung unterworfene Kurbelwelle i auch weiterhin die Luftschraube 13 antreibt. Mit der Schaltvorrichtung für die Klauenkupplung kann nach der Erfindung auch eine Vorrichtung zum Unterbrechen des Zündstromes und der Brennstottzufuhr gekuppelt sein.

Aus A.bb. 3 ist die Wirkungsweise der Pfei1-radanordnung klar zu erkennen. Wird in die Hilfswelle 8 ein Drehmoment ini Sinne des um die .Welle geschlungenen Pfeiles eingeleitet, so verdreht sich ein Punkt am Umfang des auf dieser Welle befindlichen schräg- , verzahnten Zahnrades 21 beispielsweise um einen Betrag a gegenüber dem schräg verzahnten Rade i j auf dem drehsteifen Rohr i"5. Dadurch verschiebt sich der ideelle Schnittpunkt der Zahnflanken um einen Betrag b vom Punkt 35 nach Punkt 36. Die Größe dieser Verschiebung ist außer von der Größe von a auch noch von dem Winkel a abhängig, um den die Flanken des Zahnrades gegenüber einer Mantellinie schräg liegen. Sie beträgt: