DEL0016265MA

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Publication number: DEL0016265MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 3. August 1953 Bekanntgemaciht am 13. September 1956Registration date: August 3, 1953 Announced on September 13, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Zur Bildung des Produktes zweier Größen und zur Bildung des Integrals über eine dritte Größe, z. B. die Zeit, hat man sich iii der Technik bisher der bekannten Reibrollengetriebe bedient, deren Funktion allgemein bekannt ist, die aber für bestimmte Aufgaben, z. B. zur Messung der Arbeit von Antriebsmaschinen nicht genau genug und auf Grund der auftretenden starken Erschütterungen nicht geeignet sind. Bei der Eisenbahn werden daher m Meßwagen schreibende Registriergeräte verwendet, sogenannte Leistungsschreiber, die das Produkt aus der zu messenden Geschwindigkeit und der zu übertragenden Kraft auf einem Meßstreifen aufzeichnen, so daß mit Hilfe der Planimetermet'hode durch Ausmessen der Fläche das Integral· über die Zeit gebi'ldtet und so die geleistete Arbeit ermittelt werden kann.To form the product of two quantities and to form the integral over a third quantity, z. B. the time, one has iii the technology so far used the known friction roller gear, their Function is well known, but it is necessary for certain tasks, e.g. B. to measure work of prime movers not accurate enough and due to the strong vibrations that occur are not suitable. For this reason, recording devices that write on the measuring car are used on the railway, So-called performance recorder, which is the product of the speed to be measured and record the force to be transmitted on a measuring strip, so that with the help of the Planimetermet'hode by measuring the area, the integral over time is formed and thus the achieved Work can be determined.

Diese Methode ist, obwohl allgemein eingeführt uindi bisher noch durch keine bessere ersetzt, offensichtlich umständlich und erfordert ausgebildetes Fachpersonal, um die gewünschten Ergebnisse zu ermitteln.This method, although generally introduced and not yet replaced by a better one, is obvious cumbersome and requires trained professionals to get the results you want detect.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, ein Gerät zu erstellen, das auch bei rauhem Betrieb einwandfrei arbeitet und¹ sich insbesondere dafür eignet, unmittelbar auf elektrischem Wege die ge-The invention has set itself the task to create a device that works flawlessly even in rough operation and ¹ is particularly suitable for directly by electrical means the overall

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leistete Arbeit in m/kg anzuzeigen, die von einem Antriebsfahrzeug, z. B. einer Lokomotive, geleistet wird', wenn sie ihre Last von einem Ort zum ande-to display the work performed in m / kg, which is carried out by a drive vehicle, e.g. B. a locomotive when she moves her load from one place to another

■-.,ren zieht oder schiebt.■ -., Ren pulls or pushes.

Für diese Arbeit gilt die Formel:The formula applies to this work:

^: ■■-■■' A= f Pv dt ^: ■■ - ■■ ' A = f Pv dt

P = Kraft am Zughaken,
ν — Geschwindigkeit dies Zuges, P = force on the draw hook,
ν - speed of this train,

ίο * = ^Zeit ίο * = ^time

Der erfindungsgemäße Produktintegrator vermeidet die erwähnten Nachteile bekannter Anordnungen und Methoden und läßt sich, da an ihm unmittelbar die geleistete Arbeit abgelesen werden kann, in jedem Antriebsfahrzeug selbst einbauen. Die erfindungsgemäße- Einrichtung zur Bildung des Produktes von zwei Größen, insbesondereeiner Kraft P und einer Bewegungsgröße v, vorzugsweise zur Messung der Arbeit einer Loko-The product integrator according to the invention avoids the aforementioned disadvantages of known arrangements and methods and, since the work performed can be read directly from it, it can be installed in every drive vehicle itself. The device according to the invention for forming the product of two quantities, in particular a force P and a movement quantity v, preferably for measuring the work of a locomotive

2ύ motive unter Verwendung eines- Mitnahmemagneten, der beispielsweise mit einer dter Fahrgeschwinh digkeit proportionalen Geschwindigkeit angetrieben wird und zugleich entsprechend der Größe P, beispielsweise der an dem Zughaken der Lokomotive hängenden Kraft in einen Läufer mehr oder weniger tief hineingedrückt wird, zeichnet sich dadurch gegenüber dem Stand der Technik aus, daß das dem Produkt aus Pv proportionale Drehmoment dieses Läufers über eine mit dem Läufer verbundene Bremsscheibe und einen Wirbelstrombremsmagneten in eine dem Produkt aus Pv proportionale Drehgeschwindigkeit verwandelt wird, und daß diese Drehgeschwindigkeit in einem Zählwerk über die Zeit integriert, die tatsächlich vollbrachte Leistung angibt. ..2ύ motifs using a driving magnet, which is driven, for example, with a speed proportional to the speed of the vehicle and at the same time is pressed more or less deeply into a runner according to the size P, for example the force hanging on the towing hook of the locomotive, is characterized by this compared to the State of the art from the fact that the torque of this rotor proportional to the product of Pv is converted into a rotational speed proportional to the product of Pv via a brake disk connected to the rotor and an eddy current brake magnet, and that this rotational speed is integrated in a counter over time, which is actually indicates the achievement. ..

Gegenüber bekanntem Anordnungen hat die erfindungsgemäße den Vorzug, daß das Meßergebnis unmittelbar an entsprechenden bekannten Registrier- oder Zählvorrichtungen; abgelesen, der Einbauort unmittelbar am Antriebsfahrzeug auch an Stellen schlechter Zugänglichkeit gewählt und das Meßergebnis mit Hilfe bekannter elektrischer oder mechanischer, Übertragungseinrichtungen an beliebiger Stelle, abgelesen werden kann.Compared to known arrangements, the inventive the advantage that the measurement result can be sent directly to corresponding known registration or counting devices; read, the installation location directly on the drive vehicle as well selected in places of poor accessibility and the measurement result with the help of known electrical or mechanical, transmission devices at any point, can be read.

Handelt es sich um die an -dem Zughaken einer Lokomotive auftretende Zug- oder Druckkraft, so ist es vorteilhaft, unter Zwischenschaltung einer Feder eine Laufrolle proportional dieser Kraft zu schwenken, die, auf einer Stirnfläche des Mknahmemagneten laufend, die Eingriffstiefe proportional der Übertragungskraft¹ zwischen Läufer und Mitnahmemagneten-, steuert. Es kann auch unter dem Mitnahmemagneten eine drehbar angeordnete Kurvenscheibe angebracht sein, die den Magneten: entsprechend ihrer Verstellung anhebt.If it is a question of the tensile or compressive force occurring on the tow hook of a locomotive, it is advantageous, with the interposition of a spring, to pivot a roller proportionally to this force, which, running on an end face of the take-up magnet, the depth of engagement proportional to the transmission force ¹ between Runner and driving magnet, controls. A rotatably arranged cam disk can also be attached under the driving magnet, which cam: lifts the magnet according to its adjustment.

Damit in jedem Fall ein der Größe P strengSo in any case one of size P is strictly

proportionales Drehmoment entsteht, unabhängig davon, in welchem Ausmaßen die Höhe der Kraft P sich ändert, kann der Mitnahmemagnet mit einem in Verschiebuingsrichtung unterschiedlichen Luftspalt ausgestattet werden, oder der Läufer erhält in- Versehiebungsrichtung unterschiedliche Wandest arke. Eine andere Lösung beruht darin, in dem Läufer entsprechend ausgebildete Schlitze, anzu- ■ bringen. Mari kann auch die Charakteristik der Kurvenscheibe korrigieren. .· .proportional torque arises, regardless of the extent to which the force P changes, the drive magnet can be equipped with an air gap that is different in the direction of displacement, or the rotor has a different wall thickness in the direction of displacement. Another solution is based on providing appropriately designed slots in the runner. Mari can also correct the characteristics of the cam. . ·.

Grundsätzlich ist es auch möglich, die zur Übertragung der Kraft P dienende -Kurvenscheibe so auszubilden, daß nicht nur beispielsweise- das lineare Produkt Pv, sondern auch andere Funktionen, also beispielsweise P²V, gebildet werden.In principle, it is also possible to design the cam used to transmit the force P in such a way that not only, for example, the linear product Pv, but also other functions, for example P ² V, are formed.

Die Erfindung, wird an Hand eines Äüsführahgsbeispiels in den Zeichnungen erläutert.The invention is based on a Äüsführahgsbeispiels Explained in the drawings.

Fig. ι stellt die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anwendung des Produktintegrators auf die Arbeitsmessung einer Lokomotive dar, undFig. Ι represents the schematic representation of the invention Application of the product integrator to the work measurement of a locomotive dar, and

. Fig. 2 bringt,ein Ausführungsbeispiel zur Übertragung der Kraft, auf den Mitnahmemagneten.. Fig. 2 brings an embodiment for transmission the force on the drive magnet.

i. bezeichnet eine Achse, welche direkt oder beispielsweise über die bewegliche Welle 2 von der Radachse 3 der Lokomotive angetrieben wird. Die Drehzahl der Achse 1 ist also proportional der Geschwindigkeit ν des Zuges. Auf der Achsei sitzt der Mitnahmemagnet 4, der mit in der Fig. 1 nicht gezeichneten Polen versehen ist. In seinen ,Luftspalt taucht ein drehbarer, beispielsweise trömmelförmiger Läufer 5 ein. Der Magnet 4 erzeugt in dem Läufer 5 Wirbelströme, welche den -.-Läufer 5 nach Maßgabe des Magneten 4 anzutrei- go ben suchen. Mit dem Läufer 5 fest verbunden ist die Bremsscheibe 6,. die von einem Bremsmagneten 7 abgebremst wird. Diese Anordnung bewirkt, daß die Teile 5 und 6 proportional der Geschwindigkeit ν rotieren. . .. . . ■ ■ ■i. denotes an axle which is driven directly or for example via the movable shaft 2 from the wheel axle 3 of the locomotive. The speed of axis 1 is therefore proportional to the speed ν of the train. The driving magnet 4, which is provided with poles not shown in FIG. 1, is seated on the axle. A rotatable, for example drum-shaped rotor 5 is immersed in its air gap. The magnet 4 generates eddy currents in the rotor 5 which seek to drive the rotor 5 in accordance with the requirements of the magnet 4. The brake disk 6 is firmly connected to the rotor 5. which is braked by a brake magnet 7. This arrangement causes the parts 5 and 6 to rotate proportionally to the speed ν. . ... . ■ ■ ■

Der Mitnahmemagnet 4 ist auf der Achse 1 verschiebbar angeordnet; je nach Größe der Kraft/³ wird er nach oben oder unten verschoben, so daß er den Läufer mehr oder weniger umfaßt. Je mehr aber die Teile 4 und 5 ineinandergreifen, um so größer wird die Mitnahmekraft. Diese auf den Läufer 5 wirkende Kraft ist dadurch sowohl der Geschwindigkeit ν wie auch der Kraft P proportional. Durch 'den Bremsmagneten 7 wird diese Kraft in eine ihr proportionale Geschwindigkeit umgewandelt. Der Anker 5 bzw. die Bremsscheibe 6 rotieren also mit einer Geschwindigkeit, die dem jeweiligen Produkt Pz/ entspricht. Durch Zählung der gemachten Umdrehungen mittels, Zählwerks erhält man· /F » df, <L h. die Arbeit in m/kg.The driving magnet 4 is arranged displaceably on the axis 1; depending on the size of the force / ³ , it is shifted up or down so that it more or less encompasses the runner. But the more the parts 4 and 5 interlock, the greater the entrainment force. This force acting on the rotor 5 is therefore proportional to both the speed ν and the force P. This force is converted into a speed proportional to it by the brake magnet 7. The armature 5 or the brake disk 6 therefore rotate at a speed which corresponds to the respective product Pz /. By counting the number of revolutions made by means of the counter, one obtains · / F »df, <L h. the work in m / kg.

Die Geschwindigkeit des Läufers 5 kann natürlich nicht in einem beliebig großen Bereich proportional der Kraft P anwachsen, was klar wird, wenn man bedenkt, daß der Anker höchstens die Antriebsgeschwind'igkeit ν annehmen kann. Will man trotzdem genügend Proportionalität erreichen, so muß man die ■ Antriebsgeschwind'igkeit ν stets groß halten gegenüber der Ankergeschwindigkeit. Daher ist es erforderlich, den B'remsmagnetem stark t₂o gegenüber dem Mitnabmemagneten zu machen.The speed of the rotor 5 can of course not increase proportionally to the force P in any large range, which becomes clear when one considers that the armature can at most assume the drive speed ν. If one still wants to achieve sufficient proportionality, then one must always keep the drive speed ν high compared to the armature speed. It is therefore necessary to make the brake magnet strong t ₂ o compared to the hub magnet.

Die Übertragung der Zughakenkraft P auf das Meßsystem kann auf verschiedene Arten geschehen.The transmission of the pulling hook force P to the measuring system can be done in various ways.

Bei dem Ausführungsbeispiel, das Fig. 1 zeigt, ist der Zughaken 10 über eine elastische Feder 11 an der Lokomotive befestigt. ,An dem ZughakenIn the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the draw hook 10 is via an elastic spring 11 attached to the locomotive. , On the tow hook

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ist ein Bowdenzug 12 angebracht, der eine im Fahrgestell drehbar gelagerte Trommel· 13 umschlingt. Je nach Größe der Kraft P wird¹ die Feder 11 ausgelenkt und dabei durch den Bowdenzug die Trommel 13 um einen gewissen Winkel' gedreht und der an ihr befestigte Arm 14 verschwenkt, so daß die Laufrolle 15 den Mitnahmemagneten 4 mehr oder weniger anhebt.a Bowden cable 12 is attached, which loops around a drum 13 rotatably mounted in the chassis. Depending on the magnitude of the force P, the spring ¹ deflects 11 and thereby rotated by the Bowden cable, the drum 13 by a certain angle 'and pivoted at its fixed arm 14, so that the roller 15 the driving magnet 4 raises more or less.

Sobald der Läufer 5 nur sehr wenig in den Mit-As soon as the runner 5 has very little

ίο nahmemagneten 4 eintaucht, geht die strenge Proportionalität zwischen P und der Mitnahmekraft verloren.. Man kann diese wiederherstellen, indem man die Trommel 4 an geeigneten Stellen schlitzt oder indem man ihr eine in Längsrichtung unterscbiedlicbe Wandstärke gibt. Auch am Magnetluftspalt können Korrekturen zur Erzielung strenger Proportionalität vorgenommen werden.If the magnet 4 is immersed, the strict proportionality between P and the entrainment force is lost. This can be restored by slitting the drum 4 at suitable points or by giving it a wall thickness that is different in the longitudinal direction. Corrections can also be made to the magnetic air gap in order to achieve strict proportionality.

Handelt es sich um eine größere Korrektur, so verwendet man zweckmäßigerweise zur Steuerung des Eingriffes zwischen Mitnahmemagnet und Anker eine entsprechend gestaltete Kurvenscheibe. Dieses Verfahren wird an Hand von Fig. 2 beschrieben. Hierin ist 16 eine Kurvenscheibe, die durch die Größe P um einen bestimmten Winkel geschwenkt werden kann. Auf dieser Kurvenscheibe gleitet der Stift 17, wodurch der Mitnahmemagnet entsprechend der Kurvencharakteri'Stik mehr oder weniger mit dem Läufer 5 in Eingriff gebracht wird. Die übrige Wirkungsweise bleibt die gleiche wie in Fig. 1. Durch entsprechende Wahl der Charakteristik der Kurvenscheibe kann man nun nicht nur strenge Proportionalität, sondern auch eine bewußte Abweichung von der Proportionalität oder sogarIf a larger correction is involved, it is advisable to use an appropriately designed cam disk to control the engagement between the driving magnet and the armature. This method is described with reference to FIG. 16 is a cam disk, which can be pivoted through a certain angle due to the size P. The pin 17 slides on this cam disk, as a result of which the driving magnet is more or less brought into engagement with the rotor 5 in accordance with the curve characteristics. The remaining mode of operation remains the same as in FIG. 1. By appropriate selection of the characteristics of the cam disk, one can now not only achieve strict proportionality, but also a conscious deviation from proportionality or even

völlig andere Abhängigkeiten erreichen. Für die Anwendung des Meßgerätes als Arbeitsmesser hat die Erreichung einer anderen Abhängigkeit als die der Proportionalität keine Bedeutung; wohl¹ aber für andere Anwemdungsmöglichkeiten, bei denen ebenfalls¹ ein Produkt integriert werden soll.achieve completely different dependencies. For the use of the measuring device as a working knife, the achievement of a dependency other than that of proportionality is of no importance; probably ¹ but for other application possibilities in which a product is also to be integrated ^1.

Claims

Patent claims:

i. Device to form the product of two variables, in particular a force P and a movement variable v, preferably for measuring the work of a locomotive using a driving magnet which, for example, is at one of the driving speed

proportional speed is driven and at the same time, depending on the size of P, for example, the force hanging on the towing hook of the locomotive is pushed more or less deep into a runner, characterized in that the torque proportional to the product of Pv of this runner via a brake disc connected to the runner and: an eddy current brake magnet is converted into a rotational speed proportional to the product of Pv, and that this rotational speed is integrated in a counter over the time, which indicates the actual work performed.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that, for example, the locomotive has a roller (15), which the slidable arranged driving magnet (4) is supported, on a pivotably arranged Axis is attached.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the on the draw hook acting force via a spring swivels a roller, which, on an end face of the driving magnet, which intervene in a depth proportional to the transmission force Runner and driving magnet controls.

4. Device according to claim 1, characterized in that for controlling the displacement of the driving magnet. (4) a cam (16) is provided, which accordingly dier for example on the tow hook (ισ) occurring stress is rotated around its axis.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that in order to achieve a torque strictly proportional to the size P even with a wide range of changes from P the Mitnahniemag.net (4) is designed with a different wall thickness in the direction of displacement.

6. Device according to claim 1 to 4, characterized in that in order to achieve a torque proportional to the size P in the rotor (5) correspondingly formed slots are arranged. .

Considered publications:
German patent specification No. 688 025.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings