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Verfahren und Vorrichtung zum indirekten Messen des Antriebsmomentes
von Strömungswandlern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine hierfür
geeignete Vorrichtung zum indirekten Messen des von einem Strömungswandler (Pöttingerwandler)
mit Schaufelverstellung abgegebenen Drehmomentes.
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Strömungswandler sind infolge ihrer Fähigkeit zum Momentwandeln in
der Lage, ein stark wechselndes Antriebsmoment zu erzeugen, das beim Anfahren und
bei voller Schaufelöffnung einen besonders hohen Spitzenwert erreicht und je nach
Wandlerauslegung ein Vielfaches des Antriebsmomentes betragen kann. Daher ist gerade
bei solchen Kraftübertragungen vielfach eine laufende Drehmomentmessung und -überwachung
erwünscht, um einen Anhalt für die Beanspruchung der Übertragungsmittel oder der
angetriebenen Werkzeuge zu erhalten und eine Überlastung dieser Teile zu verhindern.
Von erhöhter Wichtigkeit ist dies beim Antrieb von Arbeitsmaschinen mit nicht sichtbarem
oder schwer zugänglichem und schlecht ausbaubarem Werkzeug, wie z. B. an Tiefbohrgeräten.
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Bei Strömungswandlern mit konstanter Antriebsdrehzahl und unveränderlicher
Leistungsaufnahme ist wohl eine Drehmomentmessung auf die Weise möglich, daß das
auf die feststehenden Leitschaufeln und damit auf das Wandlergehäuse ausgeübte Reaktionsmoment
ermittelt wird; dieses ergibt zusammen mit dem konstanten Wandlerantriebsmoment
die Größe des jeweiligen Abtriebsmomentes. Eine solche Meßart läßt sich jedoch aus
baulichen Gründen oft nur mit Schwierigkeiten anwenden, außerdem ist sie lediglich
für das enge Gebiet von Wandlern mit konstanter Antriebsdrehzahl und unveränderlicher
Schaufelstellung brauchbar. Bei einer anderen, für Antriebe beliebiger Art üblichen
Drehmomentmessung ist ein sogenanntes Dynamometer zwischen die Kraftübertragungselemente
geschaltet. Ein Dynamometer muß jedoch das volle Drehmoment übertragen und dementsprechend
stark und groß dimensioniert sein. Abgesehen von dem beträchtlichen Bauaufwand ist
es überdies in vielen Fällen wegen Platzmangels nicht oder nur schwer unterzubringen.
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Die Erfindung schlägt nun für Kraftübertragungen mit einem Strömungswandler
mit Schaufelverstellung ein neuartiges Meßverfahren und eine zugehörige Vorrichtung
zur indirekten Messung des abgegebenen Drehmomentes vor, die die vorgenannten Nachteile
vermeiden. Das erfindungsgemäße Meßverfahren besteht darin, daß die jeweiligen Werte
der Schaufelöffnung s, der Abtriebsdrehzahl n2 und - soweit veränderlich - auch
der Antriebsdrehzahl n1 des Wandlers einzeln gemessen werden und daß diese Einzelmeßwerte
durch Korrekturvorrichtungen so beeinflußt und in einer geeigneten Anzeigevorrichtung
derart zum Zusammenwirken gebracht werden, daß deren Momentanzeige zumindest im
Hauptmeßbereich beim Vergrößern der Schaufelöffnung, beim Erhöhen der Antriebsdrehzahl
und beim Sinken der Abtriebsdrehzahl etwa im gleichen Ausmaß wie das hierbei tatsächlich
erzielte Wandlerabtriebsmoment zunimmt, und umgekehrt.
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Die zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Meßeinrichtung umfaßt
dementsprechend je ein Meßelement zum Messen der jeweiligen Werte der Schaufelöffnung,
der Abtriebsdrehzahl und -- sofern veränderlich - auch der Antriebsdrehzahl, ferner
eine von diesen Einzelmeßwerten beeinflußte Anzeigevorrichtung sowie Korrekturvorrichtungen
für einen oder mehrere Einzelmeßwerte, so daß sich die Momentanzeige zumindest im
Hauptmeßbereich in Abhängigkeit von der Schaufelöffnung s, der Antriebsdrehzahl
n1 und der Abtriebsdrehzahl n2 in der gleichen Weise ändert wie vorstehend für das
Verfahren angegeben. Dabei ist es zweckmäßig, bei den Einzelmessungen der Grundbetriebswerte
(s, n1, n2) leicht übertragbare und insbesondere gleichartige Zustandsgrößen wie
etwa mechanische Verstellgrößen oder Kräfte, vorzugsweise elektrische, hydraulische
oder pneumatische Meßwerte, zu erzeugen. Das Messen der Wandlerdrehzahlen kann in
einfacher Weise durch kleine Meßpumpen oder Meßgeneratoren erfolgen.
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Die Schaufelöffnungen s, die Abtriebsdrehzahl zag und - soweit veränderlich
- auch die Antriebsdrehzahl n1 des Wandlers bestimmen stets eindeutig das vom Wandler
abgegebene Drehmoment 1V12, d. h. dieses ist eine Funktion der erstgenannten Grund-
Betriebsgrößen:
M2 = f (s, n1, n2). Diese Zusammenhänge können für jede Wandlerbauart ohne weiteres
am Prüfstand empirisch ermittelt und etwa in Form von Kurvenschaubildern dargestellt
werden. Ein derartiges Wandlerdiagramm zeigt die Fig. 1, wobei unter der Annahme
einer konstanten Antriebsdrehzahl n1, über der Abtriebsdrehzahl n2 als Abszisse
die Abtriebsmotnente M2 als Ordinaten aufgetragen worden sind. Die mit 100°/o, 750/o
usw. bezeichneten Kurven entsprechen dabei dem Abtriebsmoment M2 bei einer Leitschaufelöffnung
von 100% (volle Öffnung) bzw. bei 75% usw. Wie ersichtlich fällt M2 mit steigender
Abtriebsdrehzahl n2 angenähert linear ab. Aus der unterschiedlichen Höhenlage der
Kurvenscharen fürs = 1000/o, 75°/o usw. ist ferner zu entnehmen, daß M2 mit zunehmender
Schaufelöffnung ebenfalls anwächst, allerdings nicht ganz im linearen Verhältnis
zu s. Falls auch die Antriebsdrehzahl n1 veränderlich ist, wächst das Abtriebsmoment
in Abhängigkeit von n1 parabolisch an entsprechend der Formel M2 = k - n wobei k
einen für jeden Wandler konstanten Wert bedeutet.
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Auf Grund dieser für jeden Wandler bekannten oder durch Versuch feststellbaren
Zusammenhänge ist es für den Instrumentenbauer möglich, die Einzelmeßelemente für
die Grundbetriebswerte von s, n1 und n2, die Anzeigevorrichtung sowie die Korrekturvorrichtungen
so auszubilden - etwa unter Verwendung von Federn mit entsprechender Charakteristik,
Kurvenscheiben, geeigneten Hebelübersetzungen od. dgl. -, daß wenigstens im Hauptmeßbereich
jeder der Grundbetriebswerte s, z1, n2 einen etwa gleichen Einfluß auf die Momentanzeige
der Meßeinrichtung ausübt wie auf das tatsächliche Wandlerabtriebsmoment. So können
beispielsweise das Meßelement für n2 und die zugehörige Korrekturvorrichtung in
Verbindung mit der Anzeigevorrichtung so gestaltet sein, daß bei wachsender Abtriebsdrehzahl
n2 die Momentanzeige etwa gemäß den Kurven in Fig. 1 angenähert linear abnimmt.
Sinngemäß Gleiches gilt für die Ausbildung der Meßelemente, der Korrekturvorrichtungen
usw., die den Verstellschaufeln und der Antriebsdrehzahl n1 zugeordnet sind.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung bestehen im wesentlichen
darin, daß diese ohne Rücksicht auf den absoluten Wert des größten zu messenden
Drehmomentes verhältnismäßig klein gebaut und selbst bei beschränkten Platzverhältnissen
leicht untergebracht werden kann. Eine derartige Meßeinrichtung läßt sich sogar
an bereits bestehenden Anlagen noch nachträglich ohne besondere Schwierigkeiten
anbringen. Bei Verwendung von leicht übertragbaren Meßwerten - etwa bei elektrischen
oder pneumatischen Meßwerten - hat man außerdem größte Freizügigkeit in der räumlichen
Anordnung der Korrekturvorrichtungen und der Anzeigevorrichtung, so daß diese lediglich
mit Rücksicht auf Platz- und Sichtverhältnisse an von der Krafti;bertragung entfernten
Stellen vorgesehen sein können. Für die Messung der Grundbetriebsgrößen lassen sich
zum Teil handelsübliche Meßelemente wie Meßpumpen oder Meßgeneratoren verwenden.
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Es wurden wohl bereits Einrichtungen vorgeschlagen, die in Abhängigkeit
von der Abtriebsdrehzahl n2 oder von dem Verhältnis der Abtriebs- zur Antriebsdrehzahl
n2/n1 eines Strömungskreislaufes irgendwelche Schaltvorgänge steuern. Hierbei ist
jedoch der Einfluß veränderlicher Schaufelöffnungen nicht berücksichtigt worden,
und außerdem läßt das Drehzahlverhältnis n2/n1 - selbst bei unveränderlichen Schaufelöffnungen
- keinen eindeutigen Rückschluß auf das Wandlerabtriebsmoment zu.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand einiger Ausführungsbeispiele
in den Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt Fig. 1 das bereits eingangs beschriebene
Diagramm für den tatsächlichen Verlauf des Wandlerabtriebsmomentes M2 in Abhängigkeit
von der Wandlerabtriebsdrehzahl und der prozentualen Schaufelöffnung, Fig. 2 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung für einen Wandler
mit veränderlicher Abtriebsdrehzahl, veränderlicher Schaufelöffnung und konstanter
Antriebsdrehzahl, Fig. 3 das Schema einer Meßeinrichtung für einen Wandler, dessen
sämtliche Grundbetriebsgrößen (s, n1, n2) veränderlich sind, Fig. 4 eine hydraulische
Schaufelverstelleinrichtung mit einer Korrektur-Kurvenscheibe, Fig. 5 eine hydraulische
Schaufelverstelleinrichtung mit in Abhängigkeit von einer Wandlerdrebzahl verdrehbarem
Kurvendaumen als Korrekturvorrichtung, Fig. 6 einen Schnitt durch ein Korrektur-Überdruckventil
und Fig. 7 eine schematische Darstellung einer hydraulischen oder pneumatischen
Fernübertragung der Drehmomentanzeige auf zwei Anzeigegeräte.
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Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Drehmomentmeßeinrichtung ist
für einen Strömungswandler mit gleichbleibender Antriebsdrehzahl bestimmt; der Antriebsmotor
1 ist also etwa ein Dieselmotor mit konstantgehaltener Drehzahl, könnte aber auch
ein Kurzschlußläufermotor sein. Er treibt das Pumpenrad 2 des Wandlers an. Das Turbinenrad
3 steht über die Welle 4 mit der anzutreibenden, hier nicht dargestellten Arbeitsmaschine
in Verbindung. Außer den feststehenden Leitschaufeln 5 weist der Wandler noch verstellbare
Leitschaufeln 6 auf, welche durch Verdrehen des Handrades 7 über die Gewindespindel
8, Zahnstange 9, Ritzel 10, Zentralrad 11 und Zahnräder oder Zahnradsegmente 12
betätigbar sind.
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Infolge der konstanten Wandlerantriebsdrehzahl n1 läßt sich das Abtriebsmoment
allein aus den veränderlichen Größen der Schaufelöffnung s und der Abtriebsdrehzahl
n2 bestimmen. Zu diesem Zweck steht die Zahnstange 9 über eine Verlängerung mit
der verschiebbaren Stirnplatte eines flüssigkeits- oder gasgefüllten Membranbalges
13 in Verbindung . Bei geschlossenen Leitschaufeln 6 ist der Membranbalg am wenigsten
zusammengedrückt, bei 1000/o Schaufelöffnung dagegen am meisten, so daß der beim
Zusammendrücken des Balges 13 hierin ansteigende Druck ein Maß für die jeweilige
Schaufelstellung ist. Dieser Druck wird über die Leitung 14 in den Raum 15 einer
Membrandruckdose 16 mit Membran 17 geleitet und übt auf diese je nach der Schaufelstellung
eine entsprechend große Verstellkraft aus.
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Zur Messung der ebenfalls veränderlichen Sekundärdrehzahl tt2 ist
eine Meßpumpe 18 vorgesehen, die über ein Vorgelege 19 mit einer zu n2 proportionalen
Drehzahl angetrieben wird. Die Meßpumpe saugt aus einem Sammelbehälter Flüssigkeit
an und fördert diese über das Überdruckventil 20 wieder in den Sammelbehälter zurück.
Der bei steigender Pumpendrehzahl ebenfalls steigende Druck in der Pumpendruckleitung
ist ein Maß für n2 und wird über die Leitung 21 in einen zweiten Druckraum 22 der
bereits genannten Membrandruckdose 16 geleitet. Der Meßpumpendruck belastet dabei
die Membran 17 in entgegengesetzter
Richtung wie der durch die
Schaufelöffnungen erzeugte Meßdruck. Die Bewegungen der Membran werden von der Stange
23 auf den Zeiger eines Anzeigegerätes 24 übertragen.
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Wie ersichtlich wird bei vergrößerter Schaufelöffnung durch den erhöhten
Meßdruck im Raum 15 die Momentanzeige ebenfalls vergrößert, was mit dem Zunehmen
des tatsächlichen Wandlerabtriebsmomentes bei steigenden Schaufelöffnungen in Übereinstimmung
steht (s. Diagramm nach Fig. 1). Bei zunehmender Abtriebsdrehzahl n2 wird durch
den steigenden Meßpumpendruck im Raum 22 die Momentanzeige verringert, was ebenfalls
den wirklichen Verhältnissen entspricht. Damit nun der Einfluß des Meßdruckes der
Schaufelöffnungen einerseits und des Meßpumpendruckes andererseits im richtigen
Verhältnis zueinander stehen, ist das Überdruckventil 20 als Korrekturventil ausgeführt.
Fig. 6 zeigt ein ähnliches Ventil in vergrößertem Maßstab im Schnitt. Auf Grund
der entsprechend gewählten Ventilausbildung wachsen dabei bei zunehmendem Ventilhub
der freie Ventildurchgangsquerschnitt und die Kraft der Ventilfeder so an und ergeben
einen mit steigendem n2 derart zunehmenden Meßpumpendruck, daß dieser beim Zusammenwirken
mit dem Meßdruck der Schaufelöffnungen zumindest im Hauptmeßbereich eine dem tatsächlich
erzielten Wandlerabtriebsmoment etwa gleiche Momentanzeige ergibt. Auf diese Weise
läßt sich für die meisten Bedürfnisse eine ausreichende Anzeigegenauigkeit erreichen.
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Fig. 3 zeigt das Schema einer Meßeinrichtung für einen Strömungswandler,
bei dem alle drei Grund-Betriebsgrößen s, n1 und n2 veränderlich sind. Die Wandlerausgangswelle
26 treibt hierbei eine Sekundärmeßpumpe 27 an, welche in Verbindung mit dem Korrekturventil
28 in gleicher Weise wie nach Fig. 2 einen mit n2 anwachsenden Meßdruck in der Druckleitung
29 erzeugt. Das Verstellen der Wandlerleitschaufeln 30 erfolgt auf pneumatischem
Wege, wobei ein von einer Druckquelle stammender Luftdruck in der Leitung 31 durch
ein Reduzierventil 32 auf einen wählbaren niedrigeren Druck in der Leitung 33 vermindert
wird. Dieser wirkt dann auf den federbelasteten Kolben 34, der in üblicher Weise
über eine Zahnstange 50 und Zahnräder mit den verstellbaren Wandlerschaufeln 30
in Verbindung steht. Ein hoher Luftdruck in der Leitung 33 ergibt dabei große Schaufelöffnungen
und umgekehrt, so daß dieser Druck ohne weiteres als Meßdruck verwendbar ist. Dieser
Meßdruck und der vorher erwähnte Sekundärmeßpumpendruck wirken wiederum auf verschiedene
Seiten einer Membran einer Druckdose 35.
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Die Wandlereingangswelle 36 treibt eine Primärmeßpumpe 37 an, welche
in Verbindung mit dem Korrekturventil 38 einen mit n1 wachsenden Primärmeßpumpendruck
in der Leitung 39 erzeugt. Dieser wirkt auf die Membran einer zweiten Meßdose 40.
Die Membranen beider Meßdosen 35 und 40 sind mittels einer Stange 41 untereinander
sowie mit dem Zeiger 42 der Anzeigevorrichtung verbunden. Die Anordnung ist dabei
so getroffen, daß bei Vergrößerung der Schaufelöffnung s, beim Erhöhen der Antriebsdrehzahl
n1 und Abnehmen der Abtriebsdrehzahl n2 die Momentanzeige des Zeigers 42 zunimmt,
und umgekehrt. Die Korrekturventile 28 und 38 sind wiederum ähnlich der Fig. 6 ausgebildet,
und zwar derart, daß zumindest im Hauptmeßbereich die Meßpumpendrücke für n1 und
n2 beim Zusammenwirken mit dem Meßdruck der Schaufelöffnung einen solchen Einfluß
auf die Momentanzeige ausüben, der etwa dem tatsächlichen Einfluß von n1, n2 und
s auf das Abtriebsmoment entspricht.
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An jeder Meßdruckleitung ist zusätzlich noch je ein Manometer 43,
44 und 45 vorgesehen, an denen bei entsprechender Eichung die jeweiligen Werte von
s, n1 bzw. n2 abgelesen werden können.
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Die Meßeinrichtung nach Fig. 3 läßt sich auch dahingehend abwandeln,
daß an Stelle der Korrekturvorrichtungen 28 und 38 für n2 und n1 je eine Korrekturvorrichtung
für n2 und s oder n1 und s vorgesehen wird. Der Förderstrom der Meßpumpe ohne Korrekturvorrichtung
kann dann über eine einfache Drosselöffnung abfließen. Die Korrekturvorrichtung
für die Meßwerte der Schaufelöffnung besteht dabei - wie in Fig. 4 dargestellt -
zweckmäßig aus einer Kurvenscheibe 47, die zwischen die Übertragungsmittel zwischen
den Verstellschaufeln 30 des Wandlers und dem Verstellkolben 34 nach Fig. 3 (oder
auch dem Membranbalg 13 nach Fig. 2) geschaltet ist. Beim Verschieben des Verstellkolbens
34 werden dann entsprechend der Form der Kurvenscheibe die Rolle 48, Verbindungsstange
49 und Zahnstange 50 in der gewünschten Abhängigkeit vom Kolbenweg verschoben und
dementsprechend die Wandlerschaufeln verstellt. Die gewünschte Korrektur läßt sich
aber auch dadurch erreichen, daß die Feder 51 am Verstellkolben 34 nach Fig. 3 oder
der Membranbalgen 13 nach Fig. 2 für eine entsprechende progressive Federkraft ausgelegt
werden.
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An Stelle einer Korrektur-Kurvenscheibe kann gemäß Fig. 5 ein entsprechend
geformter Kurvendaumen 51 vorgesehen sein, der mittels des Vorgeleges 52 unter dem
Einfluß von n1 oder n2 verdreht wird und der bei verschiedenen Drehzahlen je verschiedene
Meridiankurven zur Wirkung bringt. Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich bei
nur zwei veränderlichen Grundbetriebsgrößen (etwa s und n2) theoretisch sogar im
gesamten Arbeitsbereich des Wandlers eine genaue Momentanzeige erzielen. Bei sinngemäßer
Verwendung von zwei derartigen Kurvendaumen erhält man auch für Wandler mit drei
veränderlichen Grundbetriebsgrößen s, n1 und n2 eine genaue Momentmessung im gesamten
Arbeitsbereich. Die Anordnung ist dabei so zu treffen, daß zwei der Einzelmeßgrößen
(etwa die von s und n2) wie nach Fig. 5 auf den einen Daumen einwirken und daß die
dabei erhaltene resultierende Meßgröße in Gestalt der Verschiebung der Stange 49
sowie die dritte Einzelmeßgröße (für das gewählte Beispiel also n1) den zweiten
Kurvendaumen verschieben bzw. verdrehen. Dessen resultierende Meßgröße ergibt dann
unmittelbar die endgültige Momentanzeige.
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Des weiteren ist eine Ausführung der Meßeinrichtung möglich, bei der
für alle Einzelmeßwerte je eine gesonderte Korrekturvorrichtung vorgesehen ist.
Die Ausbildung der Korrekturvorrichtungen erfolgt dabei vorteilhaft derart, daß
sich beim Vergrößern oder Verkleinern der Grundbetriebswerte s und n1 die zugehörigen
Meßwerte zumindest im Hauptmeßbereich im gleichen Verhältnis wie das hierbei tatsächlich
erzielte Abtriebsmoment des Wandlers verändern; d. h. also, daß beispielsweise bei
wachsendem n1 der zugehörige Meßwert (Meßdruck od. dgl.) im gleichen Verhältnis
ansteigt wie das Wandlerabtriebsmoment, also in etwa quadratischer Abhängigkeit
von n1. Bei Verwendung einer Meßpumpe für n1 genügt dabei als Korrekturvorrichtung
eine einfache Drosselöffnung an der Pumpendruckleitung, da dann die Pumpe bereits
einen mit n1 parabolisch ansteigenden Druck erzeugt.
Die zugehörige
Korrekturvorrichtung für den n2-Meßwert wird zweckmäßig so ausgebildet, daß dieser
bei wachsendem n2 ebenfalls wächst, und zwar im umgekehrten Verhältnis wie das hierbei
tatsächlich erzielte, abnehmende Wandlerabtriebsmoment. Der n2-Meßwert wird dabei
etwa linear anwachsen, da das Abtriebsmoment n2 - wie aus den Kurven der Fig. 1
ersichtlich ist - mit steigendem n2 etwa linear abnimmt. Bei Verwendung einer Meßpumpe
für die n2 Messung kann dann ein Korrekturventil gemäß Fig. 6 dienen. Hierbei strömt
das von der Sekundärmeßpumpe kommende Druckmittel durch die Leitung 29 (vgl. hierzu
Fig. 3) dem Ventil zu und verschiebt den Ventilkolben 53 entgegen der Kraft der
Feder 54 nach rechts, wobei der Kolben eine besonders ausgestaltete Auslaßöffnung
55 freigibt. Im vorliegenden Fall hat die Öffnung Dreieckform, so daß der freie
Durchgangsquerschnitt mit dem Quadrat des Kolbenhubes wächst und daher - eine lineare
Federcharakteristik vorausgesetzt - der Meßpumpendruck in Abhängigkeit von n2 trotz
quadratisch zunehmender Pumpenfördermenge nur wie erwünscht etwa linear ansteigt.
Durch eine geeignete andere Gestalt der Ventilöffnung 55 kann - eventuell noch in
Verbindung mit einer Ventilfeder mit besonderer Charakteristik - auch eine beliebige
andere Art der Korrektur des Meßpumpendruckes erzielt werden.
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Ergänzend sei an dieser Stelle bemerkt, daß sich die erfindungsgemäße
Meßeinrichtung selbstverständlich auch an Strömungswandlern mit verstellbaren Pumpen-
oder Turbinenschaufeln, ja grundsätzlich sogar an Wandlern mit beliebig ausgebildeten
Organen zur Leistungsregelung, etwa mit ein- und ausrückbaren Schaufelkränzen oder
Ringschiebern, anwenden läßt. Des weiteren kann die Meßeinrichtung zur auch Messung
negativer Abtriebsmomente (Meßbereich B gemäß Fig. 1, Wandlerbremsung) oder zur
Messung der Abtriebsmomente bei negativer Abtriebsdrehzahl (Meßbereich C nach Fig.
1, Abtriebswelle dreht rückwärts) dienen.
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In vielen Fällen ist eine Drehmomentanzeige an vom Wandler weit entfernten
oder an mehreren Anzeigegeräten erwünscht. Hierbei empfiehlt sich eine in Fig. 7
dargestellte hydraulische oder pneumatische Übertragung des Drehmomentmeßresultates
auf das oder die Anzeigegeräte. Die Meßdose 16 entspricht dabei der gleichbezifferten
Dose der Meßeinrichtung nach Fig. ? und ist ebenfalls über die Leitung 21 mit dem
Sekundärmeßpumpendruck und über die Leitung 14 mit dem Schaufelöffnungsmeßdruck
beaufschlagt. Die an der Membran 17 befestigte Stange 23 ist jedoch abweichend von
der Fig. 2 mit einem Kolben 56 eines Zylinders 57 verbunden. Je nach dem Ausschlag
der Membran 17 wird in dem Zylinder 57 eine entsprechende Flüssigkeitsmenge verdrängt
oder ein entsprechender pneumatischer Druck erzeugt; diese Zustandsgröße läßt sich
dann mittels einfacher Rohrleitungen - also mit geringem Bauaufwand - zu den als
Manometer ausgebildeten, entsprechend geeichten Anzeigegeräten 58, 59 weiterleiten.
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Die vorgeschlagene Meßeinrichtung kann in vorteilhafter Weise auch
zur Begrenzung des vom Strömungswandler übertragenen Drehomentes dienen, vorzugsweise
als Überlastungsschutz für das Bohrverkzeug an Tiefbohranlagen. Zu diesem Zweck
stehen die das endgültige Drehmomentresultat anzeigenden oder übertragenden Elemente
der Meßeinrichtung, beispielsweise die Stange 23 oder 41 nach Fig. 2 bzw. 3 oder
eine Anschlußleitung des Zylinders 57 gemäß Fig. 7, mit der Verstelleinrichtung
für die Wandlerschaufeln oder mit dem Leistungsregelorgan des Antriebsmotors derart
in Wirkverbindung, daß ein Überschreiten des höchstzulässigen Wandlerabtriebsmomentes
durch Verringern der Wandlerschaufelöffnung bzw. durch Drosselung der Motorleistung
verhindert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 könnte etwa die Stange
41 beim Überschreiten des höchstzulässigen Wandlerabtriebsmomentes derart auf das
Reduzierventil 32 einwirken, daß die Öffnungen der Wandlerleitschaufeln 30 um einen
entsprechenden Betrag verringert werden.
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Die vorstehend erläuterte Einrichtung kann auch dahingehend abgeändert
sein, daß die das Meßresultat übertragenden oder anzeigenden Elemente der Meßeinrichtung
mit der Schaufelverstelleinrichtung des Wandlers oder mit dem Leistungsregelorgan
des Motors derart in Verbindung stehen, daß das Wandlerabtriebsmoment auf einem
konstanten Wert gehalten wird.