DE1054253B - Einrichtung zur Messung des Schubes in einem Maschinenteil - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Messung des Schubes in einem Maschinenteil Bei Schiffsantrieben ist es in vielen Fällen wünschenswert, den von der Schiffsschraube ausgeübten Schub zu messen.
• Für Flugzeugantriebe ist bereits eine Einrichtung zur Messung der Schubkraftänderungen in Wellen beschrieben worden, bei der auf der Welle in geeignetzen Abständen voneinander Ringe aus magnetischem Material unter Zwischenschaltung von Buchsen aus nichtmagnetischem Material angeordnet sind, deren Abstand sich bei Änderungen der Länge der Welle selbst etwas ändert. Durch die Ringe wird ein magnetisches Feld getrieben, dessen Änderungen die in einer Spule induzierte Spannung ändern, so daß diese Spannung einen Meßwert für die unter dem Einfluß von Schubbelastungen bzw. Wärmeeinflüssen auftretenden Längenänderungen der Welle darstellt.
• Nach der Erfindung wird eine neue Möglichkeit für die Messung des Schubes in einen Maschinenteil mit Hilfe der durch Änderungen der Schubbeanspruchung bedingten Änderungen des Magnetfeldes dadurch gewonnen, daß der Maschinenteil aus zwei voneinander getrennten Teilen ausgeführt wird, die unter dem Einfluß der Schubkräfte entgegen einer elastischen Gegenkraft gegeneinander verschiebbar sind, wobei der Luftspalt, durch den das Magnetfeld fließt, durch den Abstand der Teile voneinander selbst gebildet wird und die Änderungen des Magnetfeldes mit Hilfe eines Hallgenerators gemessen werden.
• Eine derartige Ausbildung ermöglicht es, schon bei verhältnismäßig geringen Änderungen der Sdnbbelastungen Messungen mit großer Genauigkeit durchzuführen, wobei bei geringstem Raumaufwand auch ein sehr großer Meßbereich erreicht werden kann.
• Ein schematisches Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung fiir einen Antrieb mit Verstellpropeller ist in der Zeichnung dargestellt. Mit 1 ist der Verstellpropeller bezeichnet, der über eine Welle 2 von einem nicht bezeichneten Antrieb angetrieben wird. Die Welle besteht hierbei aus zwei Teilen 3 und 4, die durch Bolzen 5 verdrehungssicher miteinander verbunden sind, wobei durch ein System von Druckfedern 6 und Zugfedern 7 diese beiden Teile in einem stabilen Abstand voneinander gehalten werden.
• Mit 8 ist ein Magnetjoch bezeichnet, das in das Ende des Wellenteiles 4 eingelassen ist und dem ein ähnliches Joch 9 in dem Ende des Wellenteiles 3 entspricht. Dem Magnetjoch 8 ist eine Erregerwicklung zugeordnet, der beispielsweise mit Hilfe von Schleifringen 10 eine Erregung zugeführt wird. Mit 11 ist ein magnetabhängiger Widerstand in Form eines Hallgenerators bezeichnet. der in dem Luftspalt zwischen den beiden Wellenteilen angeordnet ist und von dem Feld durchsetzt wird. das von der Erregerwicklung durch die beiden Magnetjoche und den Luftspalt getrieben wird. Es empfiehlt sich, die Wellen wenigstens in dem Bereich der Stoßstelle aus einem Material mit geringer Permeabilität auszuführen, um auf diese Weise zu erreichen, daß die durch die Erregerwicklung erzeugten Kraftlinien zum größten Teil den vorgezeichneten Weg über die beiden Magnetjoche nehmen.
• Unter der Einwirkung des Schubes durch den Propeller wird, je nach der Richtung, der Abstand zwischen den beiden Wellenteilen geändert, wodurch sich auch eine entsprechende Änderung des Magnetfeldes ergibt, da die an dem Hallgenerator abgegriffene Hallspannung einen Meßwert darstellt.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese zugleich als Einflußgröße für eine Regelung auf konstanten Schub verwendet. Hierzu wird die Hallspannung an Schleifringen 12 abgegriffen und über ein Potentiometer 13 im Vergleich zu der Spannung an einem Sollwertpotentiometer 14 einem Regelverstärker 15 zugeführt, der einen Verstellmotor 16 beeinflußt, so daß dieser jeweils eine den Schubänderungen entgegenwirkende Verstellung der Propellerflügel herbeiführt. Man hat hierbei die Möglichkeit, einen gewünschten Schub als Sollwert anzugeben, wobei dann die Regelung selbsttätig auf Konstanthaltung dieses Schubes arbeitet.
• Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, das Magnetjoch mit Wechselstrom zu erregen, da auf diese Weise einer Störung der Meßergebnisse durch von außen induzierte Felder in der Welle vorgebeugt werden kann.
• Die an dem Hallgenerator abgegriffene Spannung kann auch unmittelbar zur Anzeige in einem Meßinstrument herangezogen werden, das beispielsweise in Tonnen Schub geeicht werden kann. Ein solches Anzeigeinstrument ist mit 17 angedeutet. Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Verstellpropeller beschränkt, insbesondere ist es auch möglich, in Abhängigkeit von den auf diese Weise erfaßten Änderungen des Schubes die Steuerung der Antriebsmaschinen gegebenenfalls zusätzlich zu beeinflussen.
• Auch bei Antrieben mit mehreren Propellern ist die Anwendung des Erfindungsgedankens von Vorteil, zumal sie in einfacher Weise auch die Möglichkeit bietet, die Verteilung des Schubes auf die einzelnen Wellen jeweils genau festzustellen.
• PATENTAXSPR8CHE: 1. Einrichtung zur Messung des Schubes in einem Maschinenteil mit Hilfe der durch Änderungen der Schubbeanspruchungen bedingten Änderungen eines Magnetfeldes, insbesondere für Propellerwellen eines Schiffsantriebes, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenteil aus zwei voneinander getrennten Teilen besteht, die unter dem Einfluß der Schubkräfte entgegen einer ela- stischen Gegenkraft gegeneinander verschiebbar sind, wobei der Luftspalt, durch den das Magnetfeld fließt, durch den Abstand der Teile voneinander selbst gebildet wird und daß die Änderungen des Magnetfeldes mit Hilfe eines Hallgenerators gemessen werden.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander gegenüberliegenden Teile aus einem Material geringer Permeabilität ausgeführt sind, in das je ein Kern zur Führung der Kraftlinien eingesetzt ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Kernes mittels Wechselstrom erfolgt.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegriffene Meßwert als Einflußgröße auf einen Regeler zur schubabhängigen Regelung der Schubbelastung, insbesondere zur Einregelung auf einen konstanten Wert, aufgegeben wird. ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 579 451.