DE2449426A1

DE2449426A1 - Drehmomentenbegrenzung fuer antriebswellen

Info

Publication number: DE2449426A1
Application number: DE19742449426
Authority: DE
Inventors: Siegfried Girlatschek; Wolfgang Ing Grad Salamon
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1974-10-17
Publication date: 1976-04-29

Description

Drehmomentenbegrenzung für Antriebswellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Begrenzung des Drehmomentes einer an eine einstellbare Last gekuppelten Antriebswelle mit einer auf konstante Drehzahl geregelten Antriebsmaschine, die sowohl zum Antrieb dieser als auch einer weiteren Last vorgesehen ist.
Bei vielen Antriebsaggregaten ist es von großer Wichtigkeit, die jeweils an bestimmte Lasten abzugebenden Leistungen aus Sicherheitsgründen zu ermitteln. Solche Fälle können z.B. bei Schifisantriebsaggregaten vorkommen, wo eine Antriebsmaschine zum gleichzeitigen Antrieb mehrerer Lasten vornesehcn ist. Bei derartigen Anwendungsfällen ist es üblich, die zu den Lasten führenden Wellen oder Übertragungsglieder für eine normale Belastung, d.h. für eine bei gleichzeitigem Antrieb aller Lasten auftretende Belasttlng auszulegen. Eine derartige Auslegung der Übortragungsglieder erfordert aber Vorkehrungen zum Schutz gegen Überlastungen, vornehmlich der am stärksten gefährdeten Überiragungsglieder, denn bei der Abschaltung bestimmter Lasten wird die Gesamtleistung auf die restlichen Lasten übertragen. Bei Antriebsaggregaten für Schiffe ist es daher üblich, die auf die Schiffeschraube zu übertragende Leistung zu überwachen, damit diese Last stets unterhalb einer maximal zulässigen Last bleibt.
Zur Ermittlung der von Antriebswellen übertragenen Leistung ist es bekannt, das Drehmoment und die Drehzahl der betreffendcn Antriebswelle zu erfassen, was mit Hilfe bekannter, auch borührungslos arbeitender Meßsysteme erfolgen kann. Die Meßanordnungen können dabei so aufgebaut sein, daß die gemessenen Werte als elektrische Signale zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Aus den Signalen des Drehmomentes bzw. der Drehzahl kann dann durch eine Produktbildung in einer entsprechenden Stufe ein Signal erzeugt werden, welches die jeweilige Leistung angibt. Bei Antriebsaggregaten mit auf konstante Drehzahl geregelten Antriebsmaschinen kann die Erfassung der Drehzahl unterbleiben, da diese in einem derartigen Fall als Konstante in die Leistungsermittliing eingeht und durch eine einmalige Einstellung der entsprechenden Stufe berücksichtigt werden kann. Die Überwachung der Leistung von mit konstanter Drehzahl angetriebenen Antriebswellen kann daher in einfacher Weise durch eine Erfassung und Überwachung des Drehmomentes erfüllt werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Begrenzung des Drehmomentes einer an eine einstellbare Last ge kuppelten, mit konstanter Drehzabl angetriebenen Antriebswelle vorzusehcn. Gemäß der Frfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Antriebswelle zur Erfassung des Drehmomentes eine berührungslos arbeitende Meßvorrichtung aufweist, deren Ausgangssignal ein Servosystem zur einseitigen Einengung des Stellbereichs einer für die Einstellung der Last der Antriebswelle vorgesehenen Stellvorrichtung ansteuert.
Hierbei ist es zweckmäßig, das Ausgangsel zement dp q Servosystems als einen verschiebbaren Anschlag für den Steuerhebel der Stellt vorrichtung auszubilden, wodurch ein einseitig zu öffnender Regel kreis entstcht, welcher die Überschreitung eines maximal zulässigen Drehmomentes verhindert. Das Ausgangssignal der Meßvorrichtung kann gleichzeitig einem Anzeigeinstrument zugcführt werden, dessen Skala zur Anzeige unzulässiger @rchmomente eine besondere Markierung aufweist. Auf diese Weise kann bei Störungen im Servosystem das jeweilige Drehmoment und damit die übertragene Leistung auf die Zuverlässigkeit überwacht werden.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.
In der beiliegendels Zeichnung ist eine Prinzipdarstellung abgebildet, bei der ein Antriebsaggregat 1, das eille auf koiistante Drehzahl geregelte Antriebsmischine aufweist, über eine Antriebswelle 2 eine verstellbare Last 3 antreibt. Bei der verstellbaren Last 3 handelt es sich um den Propeller eines Schiffes, der mit Hilfe einer St-ellvorrichtung 4 kontinuierlich zwischen Null und Vollast einstellbar ist. Da die Einzelheiten der Propellerverstellung hierbei nicht interessieren, wurde dieses nur symbolisch angedeutet. Zur Einstellung der Last 3 ist an der Steilvorrichtung 4 ein Steuerhebel 5 vorgesehen, der innerhalb eines Stellbereichs 6 bewegt werden kann. Zur Erfassung des Drehmomentes ist der Antriebswelle 2 eine berührungslos arbeitende Meßvorrichtung 7 zugeordnet, die ein das jeweilige Drehmoment repräsentierendes Signal erzeugt.
Das Signal der Meßvorrichtung 7 ist sowohl einem Anzeigegerät 8 als auch einem Servosystem 9 zugeführt, das in Abhängigkeit dieses Signals ein Ausgangselement 10 mehr oder weniger weit ausfährt.
Das Ausgangselement 10 des Servosystems 9 engt dabei einseitig den Stellbereich 6 der Stellvorrichtung 1 ein, so daß sich bei entsprechendem Abgleich der Anordnung stets nur ein maximal zulässiges Drehmoment und damit auch nur eine maximal zulässige Last für den Propeller einstellen läßt. Das Antriebsaggregat ist dabei noch zum Antrieb weiterer abschaltbarer Lasten vorgesehen, die durch eine weitere Antriebswelle ii angetrieben werden.
Die erf indungsgemäf3t Anordnung zeichnet sich durch eine große Funktionssicherheit aus, die auch bei Störungen weitgehend erhalten bleibt, So kann der Steuerhebel 5 der Stellvorrichtung 4 durch das Ausgangselement 10 des Servosystems 9 nur einseitig, d.h. zur Einengung des Stellbereichs 6 weggedrückt werden, was im Falle eines Schadens im Servosystem bedeutet, daß der Steuerhebel 5 nicht im Sinne einer Lasterhöhung nitgerissen wird. Das bat zur Folge, daß durch derartige Störungen unzulässige Lasten nicht eingestellt werden können. Der Aufbau dieser Anordnung stellt einen einseitig zu öffnenden Regelkreis dar, der sichert, daß ein maximal zulässiges Drehmoment nicht überschritten wird.
Sollten Störungen beim Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung auftreten, dann gestattet das Anzeigeinstrument 8 die Einstellung des von der Antriebswelle 2 zu übertragenden Drehmomentes zu überwaschen. Im Anzeigeinstrument 8 ist für einen derartigen Fall eine Markierung 12 vorgesehen, welche unzulässig hohe Drehmomente und damit auch unzulässige Lasten anzeigen würde.
- PatentansprAiche -

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Begrenzung des Drehmomentes einer an eine verstellbare Last gekuppelten Antriebswelle mit einer auf konstante Drehzahl geregelten Antriebsmaschine, die sowohl zum Antrieb dieser als auch einer weiteren Last vorgesehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebswelle (2) zur Erfassung des Drehmomentes eine berührungslos arbeitende Meßvorrichtung (7) aufweist, deren Ausgangssignal ein Servosystem (9) zur einseitigen Einengung des Stellbereichs (6) einer für die Einstellung der I.ast (3) der Antriebswelle (2) vorgesehenen Stellvorrichtung (4) ansteuert.
2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Ausgangselement (io) des Servosystems (9) einen verschiebbaren Anschlag für den Steuerhebel (5) der Stellvorrichtung (4) bildet, wodurch ein einseitig zu öffnender Regelkreis entsteht, der die Überschreitung eines maximal zulässigen Drehmomentes verhindert.
3.) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Ausgangssignal der Meßvorrichtung (7) gleichzeitig einem Anzeigeinstrument (8) zugeführt ist, dessen Skala zur Anzeige unzulässiger Drehmomente eine Markierung (12) aufweist.

L e e r s e i t e