DE890726C

DE890726C - Einrichtung zur Messung von mechanischen Leistungen, die von umlaufenden Wellen übertragen werden

Info

Publication number: DE890726C
Application number: DENDAT890726D
Authority: DE
Inventors: Kempten Wolfgang Schmid (Allgäu)-Schelldorf
Original assignee: Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin-Grunewald
Publication date: 1953-08-13

Description

DieErfindung hat eine Einrichtung zur Leistungsmessung an umlaufenden Wellen zum Gegenstand, bei der aus der Feststellung der dem Drehmoment proportionalen Verdrehung der Welle selbsttätig die Leistung ermittelt wird. Diese Einrichtung kann auch zum Messen der von einer sich drehenden -Welle übertragenen Kraft oder zum Messen von Drehmomenten und Arbeiten benutzt werden.

Solche Torsionsleistungsmesser sind an sich bereits mehrfach bekanntgeworden. So gibt es z. B. Meßgeräte zur Bestimmung der während des Betriebes von Maschinenteilen auftretenden Belastungen mit Ermittlung der dem Drehmoment· proportionalen Verdrehung mittels des durch die Verdrehung verursachten Axialschubes. Dabei sind die verschiedenen· auf ihre jeweilige Leistung zu untersuchenden Stellen mit Hilfe von Ubertragungsmitteln, beispielsweise Bowdenzüge od. dgl., an eine gemeinsame Anzeigevorrichtung angeschlossen, an welcher die Verdrehungsgrößen der verschiedenen Stellen auf dem Wege einfacher mechanischer Umschaltung sich nacheinander zur Anzeige bringen lassen. ■

Es sind auch schon Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen die von einer sich drehenden Welle übertragene Kraft oder Arbeit- dadurch gemessen wird, daß zwei gleiche Wechselstromerzeuger benutzt werden, deren Spannungen an den Klemmen die durch die Torsion des beweglichen Systems bewirkte Phasenverschiebung anzeigen.

Diese bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht geeignet, die an -sich geringen Verdrehungsgrößen

mit hinreichender Genauigkeit festzustellen. Um die Genauigkeit der Messung wesentlich zu verbessern, wird erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Messung von mechanischen Leistungen, die von umlaufenden Wellen übertragen werden, vorgeschlagen, bei der an zwei Meßstellen der umlaufenden Welle Wechselstromwiderstände nach Maßgabe der leistungsabhängigen Torsion automatisch geändert werden, und die sich, infolge der Verdrehung ίο der Welle, ergebende Differenz mit Hilfe einer Kompensationsschaltung anzeigbar ermittelt wird. In vorteilhafter Weise sind in dieser Kompensationsschaltung zwei gegeneinandergescnaltete Gleichrichter angeordnet, die über zwei Obmsche Widerstände miteinander verbunden sind, so daß ein parallel zu diesen liegendes .M-eßinstrument die Differenz der beiden Richtströme..als Maß für die jeweils vorhandene Verdrehung der Welle zwischen den beiden Meßstellen, d. h. als Maß für die übertragende mechanische Leistung messen, kann.

In weiterhin erfindungsgemäßer "Weise erfolgt zweckmäßig die Umsetzung der Verdrehungswerte in elektrische Wechselstromwiderstandsänderungen mit Hilfe von elektrischen Meßlehren, welche as außerordentlich empfindlich sind und eine Fernübertragung des Meßwertes gestatten. Diese elektrischen Feinmeßlehren sind für Werkstattmessungen bereits bekanntgeworden. -Sie arbeiten nach einem induktiven Verfahren derart, daß beim Meß-Vorgang die Induktivität zweier Meßspulen" verändert wird, und zwar wird die der einen vergrößert, während die der anderen verkleinert wird. Die Meßspulen sind bei der Erfindung Bestandteile der obengenannten Kompensationsschaltung. Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sei der Gegenstand der Erfindung nachstehend an Hand des in der Abbildung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Auf der Welle, beispielsweise einer Schiffsschraubenwelle 1 oder irgendeiner solistigen Welle, sind an zwei Meßstellen je eine exzentrische Scheibe 2 bzw. 3 angeordnet, die bei unbelasteter Welle gleichphasig laufen und bei Belastung je nach Größe der beispielsweise von 2 nach 3 zu übertragenen Leistung mehr oder .weniger, relativ zueinander verdreht wird. Die mechanischen. Bewegungen dieser Scheiben 2 und 3 werden über Tastern 4 und 5 der elektrischen Feinmeßlehren M₁ und M₂ in entsprechende elektrische Werte umgewandelt. Die Meßköpfe M₁ bzw. M₂ enthalten die Meßspulen 6, 7 bzw. 8, 9, zwischen denen sich der bei 10 bzw. 11 eingespannte Anker 12 bzw. 13 bewegen kann. Die Taster 4 und 5 liegen unter Federdruck an diesen Ankern an, während sie gleichzeitig die Scheiben 2 und 3 berühren.

Die in der dargestellten Weise miteinander verbundenen Meßspulen 6, 7, 8 und 9 werden über einen Transformator 14 von einer Wechselstromquelle gespeist und liegen andererseits an einer Kompensationsschaltung 15 mit den Widerständen i6, 17 und gegengeschalteten Gleichrichtern 18, 19. Die beiden Gleichrichter 18, 19 sind über Ohmsche Widerstände 20 und 21 miteinander verbunden, derart,., daß ein parallel. hierzu ..Hegendes . Meßinstrument 2C2 die Differenz der beiden entstehenden Richtströme anzeigt. Die Mittenanzapfungen der Widerstände 16, 17 und 20, 21 sind mit der Wechselstromquelle 14 -verbunden.

An Stelle der Fühlfinger 4 und 5 können natürlich auch die exzentrischen Ringe 2 und 3 unmittelbar auf die Anker 12 und 13 einwirken. Schließlich können auch die Anker 12 und 13 in Fortfall kommen, wenn mit Hilfe der exzentrischen Ringe 2 und 3 der Luftspalt gegen die Meßspulen 6, 7 bzw. 8, 9 mit gleicher Wirkung geändert wird.

Es ist ohne weiteres möglich, den Resultatwert, den das Meßgerät 22 anzeigt, einer Überwachungseinrichtung zuzuführen. Ordnet man z. B. zwei solche Meßeinrichtungen so an, daß die eine unmittelbar vor der Schiffsschraube und die andere unmittelbar hinter der Kraftquelle liegt, so lassen sich damit sämtliche zwischenliegenden Maschinenelemente, wie z. B. Lager, Getriebe usw., selbsttätig überwachen.

Es sind zu diesem Zwecke in an sich bekannter Weise parallel an das Meßgerät dampf- oder gasgefüllte Schaltröhren anzuschließen, die bei einem bestimmten Meßwert ansprechen und irgendeinen Steuervorgang auslösen. - - - ■■-

Man kann die erfindungsgemäße Lehre auch bei Axialschubmessungen anwenden, bei denen eine Meßlehre eingespart wird.

Claims

PaTENTANSPKÜCHE:

ι. Einrichtung zur Messung von mechanischen Leistungen, die von umlaufenden Wellen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei Meßstellen der umlaufenden Welle Wechselstromwiderstände nach Maßgabe der leistungsabhängigenTorsion selbsttätiggeändert werden und die sich infolge der Verdrehung der Welle ergebende Differenz. mit Hilfe einer Kompensationsschaltung anzeigbar, ermittelt wird. ,

- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kompensationsschaltung zwei gegeneinandergeschaltete und über zwei Ohmsche Widerstände miteinander ver- . bundene Gleichrichter angeordnet sind, derart, daß ein zu diesen beiden Widerständen parallel liegendes Meßinstrument die Differenz der beiden Richtströme als Maß für die jeweils vorhandene Verdrehung der Welle zwischen den beiden Meßstellen mißt. 1,15

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Umsetzung der mechanischen Verdrehüngswerte in entsprechende elektrische Wechselstromwidefstandsänderungen mit Hilfe von elektrischen Feinmeßlehren vorgenommen wird, deren Meßspulen Bestandteile der Kompensationsschaltung sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Feinmeßlehren auf der Welle angeordnete exzentrische

Ringe abtasten, die der Verdrehung unterworfen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit den exzentrischen Ringen der Luftspalt und damit die Induktivität der Meßspulen unmittelbar beeinflußt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektrisch ermittelten Resultatwert eine Überwachungseinrichtung betätigt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Meßgerät zur Anzeige der Verdrehung bzw. Leistung dampf- oder gasgefüllte Schaltröhren angeschlossen sind, die bei einem bestimmten Meßwert ansprechen und einen Steuervorgang auslösen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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