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Elektrischer Leistungsmesser. Die Erfindung bezieht sich auf solche
Vorrichtungen zum Messen der von einer Welle abgegebenen Leistung, bei denen zwei
Teile der Wellenleitung durch eine federnde Kupphing verbunden und einerseits an
einen elektrischen Widerstand, anderseits an einen darauf schleifenden Kontakt angeschlossen
sind. Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, die bei beliebiger
Größe des wirksamen Drehmomentes und der herrschenden Umdrehungszahl mit gleicher
Empfindlichkeit arbeitet und genaue Ergebnisse abzulesen gestattet.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schemaniatisch veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i zum Teil im Schnitt gehaltene
Ansicht des ersten Ausführungsbeispieles, Abb. a eine zu Abb. i gehörige Seitenansicht
und Abb.3 den vom ersten Ausführungsbeispiel abweichenden Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles
in Seitenansicht.
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Es soll zunächst das in den Abb. i und a veranschaulichte erste Ausführungsbeispiel
erläutert werden.
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Auf dem freien Ende der Welle a' einer ein Drehmoment erzeugenden
Maschine A ist eine Scheibe B aufgekeilt, die mit einer Anzahl zylindrischer
Bolzen b1 versehen ist. Die Bolzen b1 sind auf einem zur Drehachse der Welle a1
konzentrischen Kreise gleichmäßig verteilt und achsial gerichtet. Die Maschine A
dient zum Antriebe einer Maschine C (Abb. z), deren Welle cl zur Welle
dl gleichachsig ist. Auf dem der Scheibe B zugekehrten Ende der Welle cl
ist eine Muffe c= befestigt, in welche eine der Anzahl der Bolzen b1 gleiche Anzahl
radial gerichteter Federn c3 eingesteckt ist. Die Anordnung ist in der aus der Zeichnung
ersichtlichen Weise so getroffen, daß die Bolzen b1 in Verbindung mit den Federn
c3 eine federnde Kupplung darstellen. An der Scheibe B ist noch ein konzentrisch
zur Drehachse der Scheibe B verlaufender Widerstandsdraht b= (vgl. besonders Abb.
i) angeordnet, der durch Vermittlung von (nicht dargestellten) Schleifringen an
eine Gleichstromquelle angeschlossen ist. An der Scheibe B sitzt außerdem ein die
Mitte des Widerstandsdrahtes b2 berührendes Stromschlußstück b3 (Abb. i). Die Muffe
c' ist mit einem radial gerichteten Arm c4 versehen, an dessen abgebogenem Ende
ein Stromschlußstück cl befestigt ist, das längs des Widerstandsdrahtes b2 zu schleifen
vermag. An die beiden Stromschlußstücke c3 und b3 ist über eine Leitung dl ein ballistisches
Meßgerät D angeschlossen (Abb. i).
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Beim Ruhezustande der Maschine A und C nehmen die Teile eine Stellung
ein, bei der die Federn c3 genau radial gerichtet sind und gerade von den Bolzen
b1 berührt werden, und bei der außerdem die beiden Stromschlußstücke c'5 und b3
einander genau gegenüberstehen. Das Meßgerät D ist dementsprechend stromlos. Wird
die Maschine A im Sinne des Pfeiles x (Abb. i) in Drehung versetzt, so legen sich
die Bolzen bi gegen die Federn c3, wobei die Welle cl der anzutreibenden Maschine
C unter gleichzeitiger Durchbiegung der Federn c' ebenfalls in Drehung gesetzt wird.
Die Anzahl und Stärke der Federn c3 ist so gewählt, daß bei Erreichung des Beharrungszustandes
der Maschine A die Federn c3 eine dem Winkel a. (Abb. i) entsprechende Durchbiegung
erleiden, bei der ihre Federkraft der Durchbiegung noch direkt verhältnisgleich
ist. Im Beharrungszustande selbst wirken die mit den Federn c3 zusammen arbeitenden
Bolzen b1 als starre Kupplung, und die Wellen a1 und cl der treibenden
Maschine
A und der getriebenen Maschine C drehen sich mithin im Beharrungszustande mit gleicher
Winkelgeschwindigkeit, wobei die Welle cl um den Winkel a der Welle a1 nacheilt.
Das mit der Welle cl durch Vermittlung des Armes c4 starr verbundene Stromschlußstück
cl nimmt daher jetzt eine - in Abb. i strichpunktierte - Lage ein, bei,der es mit
dem Stromschlußstück b3 ebenfalls den Winkel a einschließt. Die Stromschlußstücke
cl und bs liegen daher beim Beharrungszustande an Punkten des Widerstandsdrahtes
b2, deren Potentiale entsprechend dem Spannungsabfalle des zwischen beiden liegenden
Teiles des Widerstandsdrahtes b2 voneinander verschieden sind. In der Leitung dl
fließt daher ein diesem Potentialunterschiede entsprechender Strom,, und der Zeiger
des Meßgerätes D schlägt dementsprechend aus. Die Verhältnisse sind, um die Möglichkeit
einer genauen Ablesung zu erhalten, so gewählt, daß dem Beharrungszustande der nahezu
volle Ausschlag des Zeigers des Meßgerätes D entspricht. An der nicht dargestellten
Ablesevorrichtung des Meßgerätes D ist an Stelle des Verdrehungswinkels a unmittelbar
der bei bekannter Umdrehungszahl zu diesem Verdrehungswinkel gehörige Wert der Leistung
ablesbar.
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Soll mit der beschriebenen Vorrichtung die Leistung einer schwächeren
oder stärkeren Maschine gemessen werden, die außerdem im Beharrungszustande mit
anderer Umdrehungszahl läuft, so werden die Federn c3 gegen andere Federn ausgewechselt.
Die Zahl und Abmessungen der neuen Federn werden entsprechend dem schätzungsweise
bekannten Werte der jetzt zu messenden Leistung wieder so gewählt, daß sich im Beharrungszustande
wieder eine dem Winkel a entsprechende Durchbiegung der Federn einstellt. Der im
Meßgerät D wirksame Strom ist also trotz der Verschiedenheit der zu messenden Leistung
derselbe, und der Zeiger des Meßgerätes D schlägt wieder nahezu voll aus. Dem Zeigerausschlage
entspricht aber jetzt bei der geänderten Federzahl und Federstärke ein anderer Wert
der Leistung. Dieser Wert kann entweder an einer zweiten (ebenfalls nicht dargestellten)
Ablesevorrichtung des Meßgerätes D abgelesen werden oder muß einer entsprechenden
Tabelle entnommen werden.
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Bei dem in Abb. z dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der
Widerstandsdraht b2 auf der Mantelfläche der Scheibe B befestigt. Das auf dem Widerstandsdraht
b2 schleifende Stromschrußstück cu s-itzt an idem einen Ende eines doppelarmigen
Hebels c6, c7. Der doppelarmige Hebel c', c7 ist an der Mantelfläche einer Scheibe
c$ angeordnet, die mit ihrer Nabe c2 auf das Ende der Welle cl aufgekeilt ist, und
steht unter der Wirkung einer Feder c3, die das Stromschlußstück cl gegen den Widerstandsdraht
b2 anpreßt. Am freien Ende des Hebelarmes c7 ist ein Gewicht c" angebracht, das
bei der Drehung der Welle cl die Wirkung der Feder c9 unterstützt. Die .Anordnung
des im Betriebe die Wirkung der Feder cl unterstützenden Gewichtes c1° gewährleistet
eine gute Anlage des Stromschlußstückes c' an dem Widerstandsdraht b2 bei allen
Drehgeschwindigkeiten der Welle cl.