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Anschlußstutzen für Doppelantrieb von Drehzahlmeßgeräten
Wirbelstromdrehzahlmeßgeräte
besitzen im allgemeinen ein permanentes, drehbar gelagertes Magnetsystem, das von
der Welle, deren Drehzahl gemessen werden soll, mittelbar oder unmittelbar angetrieben
wird. Es sind z. B. Anordnungen mit elektrischem Antrieb bekannt,.bei denen auf
wider das Magnetsystem tragenden Hauptwelle des Meßgerätes ein einpbasiger Synchronmotor
angebracht ist, der von einem mit der Meßdrehzahl angetriebenen Synchrongenerator
gespeist wird. Zur Stromzufuhr werden dabei zweckmäßig axial angebrachte Steckkontakte
verwendet.
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Häufig ist es nun erwünscht, z. B. besonders bei Verwendung des Äießgerätes
in Luftfahrzeugen, daß zur Erhöhung Ider Betriebssicherheit und im Interesse einer
vielseitigen Verwendbarkeit des gleichen Gerätes außer dem elektrischen Antrieb
auch die Möglichkeit eines rein mechanischen Antriebes vorgesehen ist. Bei bisher
bekannten Ausführungen muß beim Übergang vom elektrischen zum mechanischen Antrieb
der Elektromotor vollständig abmontiert oder doch zumindest der Läufer abgezogen
werden, damit die Hauptwelle des Meßgerätes zur Kopplung mit der Welle, deren Drehzahl
gemessen werden soll, überhaupt zugänglich wird.
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Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung, bei der diese Umschaltung
von einer Antriebsart auf die andere dadurch vereinfacht wird, daß ein besonderer
Anschlußstutzen vorgesehen ist, in welchem außer den elektrischen Antriebsmitteln
und Kupplungsvorrichtungen auch die für den mechanischen Antrieb erforderlichen
Hilfseinrichtungen unter
gebracht sind. In der Längsachse des Anschlußstutzens,
welche milder Hauptwelle des Meßgerätes einen beliebigen ,Winkel bilden kann, ist
eine Hilfswelle gelagert, die mittels eines ausrückbaren Getriebes, zumeist eines
Kegelradgetriebes, die zu messende Drehzahl von einer z. B. biegsamen Zuführuiigswelle
auf die Hauptwelle des elektromotorischen Meßgeräteantriebes überträgt. Der Anschluß
-stutzen enthält also zwei Anschlüsse, den einen für elektrischen Antrieb in Form
einer Steckkontakteinrichtung, den anderen in Form einer Hilfswelle mit Kuppelstück
für den Anschluß einer biegsamen Welle. Im wesentlichen ist die Erfindung nun dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb des ll'Ießgerätes wahlweise elektrisch durch einen
Motor, dessen Läufer auf der Hauptwelle des Meßgerätes befestigt ist, oder mechanisch
mittels einer biegsamen Welle über ein gegebenenfalls ausschaltbares Zwischengetriebe
erfolgt, das zusammen mit dem Motor in einem gemeinsamen, an das Meßgerät angeflanschten
Antriebsgehäuse vereinigt ist. Der mechanische Antrieb von der biegsamen Welle erfolgt
durch die mit der Hauptwelle des Meßgerätes organisch vereinigte Welle des elektrischen
Antriebes hindurch bei leer mitlaufendem Motor läufer.
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In Abb. 1 ist eine Lösungsmöglichkeit für die Erfindung dargestellt.
Die Anschlußstecker des Elektromotors und das- ausrückbare Getriebe mit der Kupplungseinrichtung
sind dabei in zwei gesonderten, aber konstruktiv miteinander verbundenen, kurzen
Anschlußstutzen untergebracht, die mit der Hauptwelle einen beliebigen Winkel bilden.
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Die Hauptwelle I des Meßgerätes, die den Läufer eines Antriebsmotors
(2 trägt, ist mit ihrem Zapfen3 mittels Kugellagers 4 in den Gehäuseteil 5 des Anschlußstutzens
gelagert, wobei auf dem Ende dieses Zapfens gleichzeitig ein zum mechanischen Antrieb
der Hauptwelle bestimmtes Kegelrad 6 frei tragend befestigt'isf; -Ifl-einem Anschlußstück
7, das mit der Hauptwelle einen Winkel von beispielsweise 600 -bildet, befindet
sich eine. mittels der Kugellager 8 und 9 in den Gehäuseteilen :10 und 11 gelagerte
Hilfswelle 12, die ein Kegelrad 13 trägt, welches auf der Welle axial verschiebbar
ist und im Fall des mechanischen Antriebes mit dem auf dem Zapfen 3 der Hauptwelle
befestigten Kegelrad 6 unter dem Druck der Feder 14 zum Eingriff kommt. Auf der
Seite des Lagers 8 ist mit dem-Wellenepde eine mit einem Hohlzapfen versehene Kupplungskappe
Ig mit den Kupplungsstück 15' verschraubt. Die Hilfswelle selbst besitzt ebenfalls
eine Bohrung, die als Führung für einen Druckstift 16 dient. Mittels eines an der
Zahnradbuchse I3 befestigten Radialbolzens I7, der in einem Schlitz 18 der WellefI2
eingreift, ist das Kegelrad 13 gegen Verdrehung auf der Welle gesichert; in axialer-Richtung
dagegen ist es so weit verschiebbar, wieder Radialbolzen 17 in dem Schlitz Is8 gleiten-
kann.-Der Antrieb des Drehzalilinessers erfolgt- nun an dem Kuppelstück 15, z. B.
mittels einer biegsamen VWelle, deren Ende z. B. durch Überwurfmutter am Anschlußstück
'I0 gehalten ist. Der Druckstift 16 befindet sich dann in der gezeichneten Stellung
und stüfzt sich mit dem Bund 1-9 auf der KappeíIs ab.
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Die Feder 14 drückt die Zahnradbuchse I3 so weit nach der Seite des
Lagers 8, daß der Radialbolzen I7 am Ende des Druckstiftes I6 ansteht und das Kegelrad
I3 mit dem auf dem Zapfen 3 befestigten Zahnrad 6 in Eingriff kommt. Somit wird
also die zu messende Drehzahl, unter Umständen mit einer gewissen Übersetzung, je
nach Bemessung der Zahnräder 6 und I3, auf die Hauptwelle I des Meßgerätes übertragen.
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Soll nun der mechanische Antrieb abgeschaltet werden, so wird auf
den das Lager 8 tragenden Ansatz 10 eine -Kappe 20 geschraubt, deren Stift 21 in
eine Bohrung des Kuppelstückes 15 paßt und den Druckstift 116 samt dem RadialbolzenEIt7
und dem mit diesem verbundenen Zahnrad I3 unter Uberwindung des von der Feder I4
verursachten gegen druckes nach der Seite des Lagersg verschiebt. Die Zahnräder
16 und I3 greifen daher nicht mehr ineinander ein, der mechanische Antrieb ist somit
abgeschaltet, und das -Meßgerät ist bereit für elektrischen Antrieb über die Kontaktstecker
22.
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Wie Abb. 2 zeigt, kann das Ausrücken des Kegelrades I3 auch in anderer
Weise bewerkstelligt werden.
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Die Hilfswelle 12 steckt in einer mittels der Kugellager 8 und 9
im Gehäuse gelagerten Hohlwelle 23. Durch die Feder 14, die sich an einem als Federteller
dienenden Ansatz 24 der Hohlwelle 23 abstützt, wird das auf der Hohlwelle axial
verschiebbare Kegelrad I3 nach der Seite des Lagers g gedrückt, so daß es mit dem
Kegelrad 6 zum Ein -griff kommt. Die Hohlwelle besitzt zwei diametral gegenüberliegende
Längsschlitze 25, so daß der Stift 216, der ein Verdrehen des Kegelrades 13 auf
der Welle bzw. ein Verdrehen der Hohlwelle gegen die Welle 12 verhindert, sich gemeinsam
mit der Welle 12 und -dem Kegelrad 113 axial gegen die Hohlwelle verschieben- läßt.
Ein Gewindetopf 27, der in den Anschlußstutzen eingepaßt und durch einen Keil 27'
gegen Drehung gesichert ist, wird durch eine Feder 28 an dem mit einer Unterlegscheibe
29 versehenen Außenring 8a des Kugellagers 8 gedrückt, so daß der Gewindetopf die
Welle nicht berührt und somit keine zusätzlichen Reibungskräfte auftreten. Der Innenring
8i des Kugellagers 8 stützt sich einerseits auf dem Ansatz 24 der Hohlwelle und
andererseits über eine Unterlegscheibe 29 an den Wellenbund 30 der Hauptwelle,IX2
ab.
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Das Auskuppein des Getriebes geht nun so vor sich, daß eine Verschlußkappe
3'I, die sich an dem Gehäuseteil 10 abstützt, in den :Gewindetopf 27 eingeschraubt
-wird, so daß die Welle I2 samt dem mit ihr durch den Stift 26 verbundenen Kegelrad
I3 axial verschoben und damit der mechanische Antrieb abgeschaltet wird.
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Das Gewinde 32 auf dem Anschlußstutzen dient lediglich dazu, im Fall
des mechanischen Antriebes, d. h. also wenn -die Kappe 31 abgenommen ist, eine tSberavurfmutter
anzubringen, die dle-lupplung der
Welle 12 mit einer äußeren Antriebswelle
über das ,Kuppelstück I5 sichert.
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Ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt.
Die Anordnung der Hilfswelle I2 und der Zahnräder 6 und I3 ist im Prinzip dieselbe
wie beim vorigen Beispiel, jedoch wird das Ausrücken des Zahnrades I3 durch einen
Hebel 41 bewirkt, der durch einen Drehknopf 34 betätigt wird. Ferner ist in einem
Anschlußstutzen M noch ein Umkehrgetriebe mit den Zahnrädern 35 und 36 vorgesehen,
das bewirkt, daß sich die Hilfswelle 12 entgegengesetzt dreht wie die von außen
mit der zu messenden Drehzahl angetriebene Welle 15. Diese Einrichtung ist notwendig
für den Fall, daß der Drehsinn der Welle, deren Drehzahl gemessen werden soll, für
das Meßgerät ungeeignet ist, d. h. wenn die (nicht dargestellte) Zeigerwelle des
Instrumentes die an ihr befestigte Rückstellfeder in unzulässigem Sinn verdrehen
würde. Die Kontaktstecker für den elektrischen Antrieb sind in einem besonderen
Anschlußstutzen untergebracht, der in der Abbildung nicht sichtbar ist, weil er
sich z. B. in dieser Darstellung hinter dem Anschluß für mechanische Kupplung befindet.
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Abb.4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Sie unterscheidet
sich von dem Beispiel nach Abb. I im wesentlichen dadurch, daß in dem Anschlußstutzen
E neben den Steckkontakten 22 ein Druckbolzen 40' vorgesehen ist, der über den Hebel
4I das axial verschiebbare und durch die Feder -14 nach der Seite des Lagers g gedrückte
Kegelrad Il3 ausrücken kann. Der Druckbolzen 40 selbst ist so angeordnet, daß er
beim Einführen des Steckers betätigt wird und somit den über die Hilfswelle 1 erfolgenden
mechanischen Antrieb abschaltet. Zur Aufnahme des durch den Bolzen 40 auf den Stecker
übertragenen Gegendruckes der Feder 14 wird der Stecker zweckmäßig mit einer (nicht
dargestellten) Uberwurfmutter versehen, die auf den Anschlußstutzen E geschraubt
wird und den Stecker vor unbeabsichtigtem Herausgleiten sichert.
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Für manche Zwecke ist es aus Gründen der Raumersparnis oder bequemeren
Anschlusses angebracht, den Anschfußstutzen für den Stecker nicht parallel zur Hilfswelle,
sondern senkrecht dazu nach Abb. 5 anzuordnen. Die axiale Verschiebung des Kegelrades
I3 kann auch hier durch einen Hebel 41 erfolgen, der von dem mittels Überwurfmutter
gesicherten Stecker über den -Druckbolzen 40 betätigt wird.
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Schließlich ist in Abb. 6 noch eine Ausführungsform dargestellt,
bei der die Anschlußstutzen E und 211 für den elektrischen bzw. mechanischen Antrieb
um I800 gegeneinander versetzt sind. Die das ausrückbare .Kegelrad,I3 tragende Hilfswelle
12, die mittels Lager 8 und 9 im Gehäuse gelagert ist, bildet mit der Hauptwelle
I des Meßgerätes z. B. einen rechten Winkel. Bei mechanischem Antrieb, z. B. mittels
biegsamer Welle, wird die Hilfswelle I12 an dem Zapfen 15 angetrieben. Ähnlich wie
in Abb. 1 ist die Hilfswelle wieder mit einer Bohrung versehen, in der ein Druckstift
I5 eingeführt wird, der mittels des Radialbolzens I7 das Kegelrad 13 ausrücken kann.
Das eine Ende des Druckstiftes:I6 steht an dem in der Scheibe ßI geführten Bolzen
40 an, oder bildet mit diesem ein einheitliches Teil, der neben den (nicht dargestellten)
Kontaktbolzen in den Anschlußstutzen E hineinragt und unmittelbar durch den mittels
Uberwurfmutter gesicherten Stecker betätigt wird. Beim übergang vom mechanischen
zum elektrischen Antrieb ist also nichts weiter nötig, als den Stecker in den Anschlußstutzen
E einzuführen und die Überwurfmutter aufzuschrauben. Durch die Anordnung der Hilfswelle
I2 nach Abb. 6 wird somit ein besonders einfacher Aufbau des Meßgerätes bei großer
Betriebssicherbeit und sehr bequemer Umschaltmöglichkeit von mechanischem auf elektrischen
Betrieb und umgekehrt erreicht. Je nach dem Verwendungszweck, den Raum- und Betriebsverhältnissen,
insbesondere den Anschlußmöglichkeiten der biegsamen Welle, wird eine der beschriebenen
Ausführungsformen vor den übrigen zu bevorzugen sein.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Vorteil der Anordnung
besonders in bezug auf gute Anschlußmöglichkeit an eine Zuführungswelle dadurch
noch erhöht, daß der Anschlußstutzen an dem das Meßsystem umfassenden Gehäuseteil
schwenkbar befestigt ist. Es ist damit die Möglichkeit gegeben, z. B. bei mehrmotorigen
Anlagen mit einem einzigen Drehzahlmeßgerät die Drehzahl eines beliebig zum Meßgerät
liegendenlMotors zu überwachen, indem man das Instrument mit der betreffenden Welle
kuppelt und dabei den Anschlußstutzen in die Lage schwenkt, die für den Anschluß
einer biegsamen Welle bzw. eines Kontaktsteckers am günstigsten ist.
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In Abb. I ist eine konstruktive Lösungsmöglich keit für die Befestigung
eines solchen schwenkbaren Anschlußstutzens dargestellt. Der Anschlußstutzen; ist
mit seinem flanschartigen, zentrierten Teil 91 mittels zweier oder mehrerer Backen
go durch Stiftschrauben 102 an dem Gehäuse 103 des Meßwerkes befestigt. Soll der
Anschlußstutzen nun geschwenkt werden, so werden die Muttern 101 gelöst und nach
erfolgter Schwenkung wieder angezogen. - Die gleiche Befestigungsart ist auch in
den Abb. 3 und 5 dargestellt.
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Als weitere konstruktive Verbesserung zeigt Abb. 2 die Befestigung
der Backen go mittels Kopfschrauben 102, die durch einen Stift 100 gesichert und
mit einer Mutter 101 versehen sind, mittels deren die Backe go bzw. der Flansch
gI des Anschlußstutzens an das Gehäuse des Meßwerkes gepreßt wird. Beim Schwenken
wird nur die Mutter IoI gelöst, während die Kopfschrauben selbst ihre Lage unverändert
beibehalten; der Lockerungsweg der Muttern kann dabei leicht durch die Festlegung
der Schraubenköpfe (vgl. den Stift Ioo) so begrenzt werden, daß durch die Lüftung
der Backen zwar ein Schwenken des Flansches 91 möglich wird,-daß aber das Anschlußstutzengehäuse
nicht klemmen kann. In jedem Fall ist eine zusätzliche genaue Führung gegen Radialverschiebungen
zweckmäßig, wie sie in Abb. 2 durch die Führungsfläche 92 dargestellt ist.
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Da es wünschenswert ist, daß der Anschluß stutzen trotz gelöster
Befestigungssclhrauben beim Schwenken eine gewisse Führung hat und zentriert bleibt,
ist es zweckmäßig, nur einen Teil der vorgesehenen Backen als Befestigungsbacken,
den anderen Teil aber als Führungsbacken auszubilden.
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Die letzteren werden so ausgeführt, daß sie den Flansch des Anschlußstutzens
mit einem Spiel von etwa 5/tot bis 1/10 mm führen. Die zur Befestigung dieser Führungsbacken
dienenden Schrauben werden beim Schwenken nicht gelöst, sondern nur die der Befestigungsbacken.
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Abb. 7 zeigt eine weitere konstruktive Ausführungsmöglichkeit der
Befestigung des schwenkbaren Anschlußstutzens. Bei dieser Anordnung ist es möglich,
statt der einzelnen Backen einen einzigen ungeteilten Ring zur Befestigung des Anschlußstutzens
zu benutzen, weil der Anschlußflansch mit dem Stutzen nicht mehr ein unlösbares
Stück bildet, sondern als abschraubbarer Ringflansch ausgeführt ist, so daß der
Befestigungsring nach Abschrauben des Flansches auf den Stutzen geschoben werden
kann.
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In den Anschlußstutzen 7 ist ein Ringflansch 91' eingeschraubt und
mittels Keiles It04 gesichert, der mittels eines ungeteilten Ringes go' durch Schrauben
102 an das Gehäuse des Meßwerkes gepreßt wird.
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Beim Schwenken werden nur die Befestigungsschrauben des Ringes 90'
gelöst, während ein auf den Rohransatz 103' des Meßwerkgehäuses geschraubter Ring
I'o'5, der durch einen StiftiIo6 gegen Drehung gesichert ist, dem Flansch 91' als
Führung dient.
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Die zuletzt beschriebenen Befestigungsarten des Anschlußstutzens
lassen sich selbstverständlich bei jeder der dargestellten Ausführungsform der Erfindung
mit Vorteil verwenden und stellen eine wesentliche Verbesserung derselben dar.