DE1000172B - Verfahren zur Messung bzw. Regelung der Drehzahlabweichung einer Welle gegenueber einem Normal - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung bzw. Regelung der Drehzahlabweichung einer Welle gegenüber einem Normal Es ist bereits eine Anordnung ium Drehzahlvergleich von umlaufenden Teilen bekannt, bei der eine oder mehrere Umdrehungen eines Normales und eines Prüflings als entsprechende Winkel dargestellt werden und der Unterschied der Winkel den Fehler angibt, indem von dem Normal und vom Prüfling während einer oder mehrerer Umdrehungen je ein Sonnenrad eines Differentialgetriebes in entgegengesetzten Drehrichtungen verstellt wird, dessen Planetenradachse mit einem über einer in Fehlerprozenten geeichten Skala angeordneten Zeiger verbunden ist. Der Prüfling und das Normal tragen dabei über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Markierungen, die lichtelektrisch mittels Photozellen abgetastet werden. Die erzeugten Impulse werden mittels besonderer Verstärker verstärkt und beeinflussen das Differential. Bei dieser bekannten An-Ordnung wird stets zum Vergleich ein umlaufendes Normal benötigt. Ein weiterer Nachteil besteht in der lichtelektrischen Abtastung der umlaufenden Teile.
• Es ist ferner eine Anordnung zur Drehzahlmessung bekannt, bei der auf den Prüfling eine unmagnetische Scheibe aufgesetzt ist, deren Umfang mit einem magnetischen Film versehen ist, auf den ein Schwingungszug au£gebracht ist. Der magnetische Film wird von einem elektromagnetischen Abnehmer abgetastet und die erzeugte Spannung auf einen Verstärker gegeben. Der Ausgang des Verstärkers ist mit einer Mischstufe verbunden, die auf einen Diskriminator geschaltet ist, an den ein Elektronen strahloszillograph als Anzeigegerät geschaltet ist.
• Ändert sich die Drehzahl des Prüflings, so ändert sich die am Abnehmer erzeugte Frequenz und damit auch die Zwischenfrequenz der Mischstufe. Die Frequenzänderung wird im Diskriminator in eine entsprechende Amplitudenänderung umgewandelt, die am Oszillograph ablesbar ist.
• Die bekannte Anordnung benötigt einen relativ hohen Aufwand. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für die Aufbringung des Frequenzzuges auf den magnetischen Film ein besonderer Oszillator benötigt wird.
• Bei einer weiteren bekannten Anordnung zur Drehzahlmessung wird ein magnetisierbares Band verwendet, das über zwei Rollen läuft, wovon eine mit dem Prüfling verbunden ist. Das magnetische Band muß wieder mit besonderen Mitteln mit einem Frequenzzug versehen werden. Der Schwingungszug wird durch einen Abnehmer abgetastet und die Abuehmerspannung einem Verstärker zugeführt, an dessen Ausgang ein schreibendes Meßgerät angeschaltet ist. Der Verstärker ist dabei als Resonanzverstärker ausgebildet, der auf die Drehzahl des Prüflings abgestimmt ist. Ändert sich die Drehzahl des Prüflings, so treten Abweichungen von der Resonanzfrequenz des Verstärkers auf, und entsprechend treten am Ausgang des Verstärkers geringere Spannungen auf.
• Schwierigkeiten treten bei dieser Anordnung in der Konstanthaltung der Resonanzfrequenz des Verstärkers auf. Jede geringe Änderung derselben, beispielsweise durch Schwankungen der Speisespannungen des Verstärkers, ergeben Meßfehler. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Verstärker mit nur einer Resonanzfrequenz nur beschränkt anwendbar ist. Sollen Prüflinge mit den verschiedensten Drehzahlen untersucht werden, so muß der Verstärker hierfür speziell ausgebildet sein. Ein weiteres Arbeiten des Verstärkers ist dann jedoch nicht mehr gegeben.
• Durch die Erfindung werden alle obigen Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung bzw.
• Regelung der Drehzahlabweichlung einer Welle gegenüber einem Normal, bei dem auf den Prüfling magnetische Marken im Takt einer Normalfrequenz gegeben werden und die Frequenz der mittels eines Abnehmers auf eine Anzeigeeinrichtung übertragenen, vom Prüfling abgenommenen Impulse zur Messung der gesuchten Größe verwendet wird. Das Verfahren arbeitet voll elektrisch, so daß bewegliche Teile vermieden sind. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht an ein umlaufendes Normal gebunden. Die Erfindung besteht darin, daß an der Welle ein Impulsgeber angeordnet ist, der von den Impulsen des Normals gesteuert wird, und daß dieser Geber der Welle Markierungen im Takte der Normalfrequenzimpulse aufprägt, die von einem Impulsabnehmer abgetastet werden, und daß die Normalfrequenzimpulse und die vom Abnehmer erzeugten Impulse einem Indikator zugeführt werden. Zweckmäßig werden die Normalfrequenzimpulse dabei durch einen nicht umlaufenden Generator erzeugt.
• Einer weiteren Ausbildung entsprechend kann für die Erzeugung der Normalfrequenzimpulse eine zweite mit Markierungen versehene Welle und ein diese Markierungen abtastender Geber verwendet werden.
• Zweckmäßig ist der Indikator als impuisgesteuerter Phasenmesser ausgebildet.
• Die Erfindung wird an zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In Fig. I ist die Welle, deren Drehzahlabweichung gemessen werden soll, mit S1 bezeichnet. Diese Welle ist an ihrem Umfang beispielsweise in geeigneter Weise mit einem magnetisierbaren Stoff versehen.
• Am Umfang der Welle S1 sind ferner ein Impulsgeber M, ein Impulsabnehmer A und ein Löschkopf L angeordnet. Diese Elemente haben vorzugsweise einen geringen Abstand von der Welle. Mit P ist ein Normalfrequenzgenerator bezeichnet, der beliebig ausgebildet sein kann, wobei jedoch Maßnahmen für eine gute Frequenzkonstanz vorgesehen sind. Mit Ph schließlich ist ein Indikator zur Anzeige der Drehzahlabweichung angedeutet.
• Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nun wie folgt: Der Generator F erzeugt eine Spannung konstanter Frequenz. Die Spannung kann vorzugsweise Impulsform besitzen. Diese Spannung wird dem Impulsgeber M zugeführt, der im Takte der Frequenz des Generators F punktförmig die magnetische Oberfläche der Welle magnetisiert, so daß diese Markierungen aufweist. Die Frequenz des Generators F wird gleichzeitig dem Indikator Ph zugeführt. Die Magnetmarkierungen auf der Welle S'i werden nun von dem Impuls abnehmer A abgetastet, so daß an diesem eine Impulsfolge entsteht. Diese Impulsfolge wird entsprechend der Drehzahlabweichung der Welle S1 eine gegenüber der Impulsfolge des Generators F abseichenlde Phasenlage aufweisen.
• Die am Impuls abnehmer A erzeugte Spannung wird gleichfalls dem Indikator Ph zugeführt, von dem unmittelbar die Drehzahl abweichung ablesbar ist. Nach der Abtastung der Markierungen durch den Impulsabnehmer A werden diese mittels des Löschkopfes wieder beseitigt.
• In Fig. 2 ist eine im Prinzip ähnliche Anordnung dargestellt, nur daß an Stelle des GeneratorsF hier zur Erzeugung der Normalfrequenz eine zweite Weller, als Normal vorgesehen ist, die an ihrem Umfang gleichmäßig verteilte Markierungen trägt.
• Diese werden von einem Abnehmer G abgetastet so daß an dessen Ausgang eine Spannung entsteht, die wieder den bereits in Fig. I beschriebenen Elementen zugeleitet wird. Der Indikator kann zweckmäßig als Oszillograph, elektrischer Phasenmesser od. dgl. ausgebildet sein.
• Wie offensichtlich, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch einfach zur selbsttätigen Regelung der Welle S1 benutzt werden, indem die am Indikator Pk auftretenden Meßwertabweichungen weitere mit der Drehzahl der Welle zusammenhängende Glieder beeinflussen. Auch für die Gleichlaufregelung mehrerer Wellen ist das erfindungsgemäße Verfahren gut geeignet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Messung bzw. Regelung der Drehzahlabweichung einer Welle gegenüber einem Normal, bei dem auf den Prüfling magnetische Marken im Takt einer Normal frequenz gegeben werden und die Frequenz der mittels eines Abnehmers auf eine Anzeigeeinrichtung übertragenen, vom Prüfling abgenommenen Impulse zur Messung der gesuchten Größe verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle ein Impulsgeber angeordnet ist, der von den Impulsen des Normals gesteuert wird, und daß dieser Geber der Welle Markierungen im Takte der Normalfrequenzimpulse aufprägt, die von einem Impulsabnehmer abgetastet werden, und daß die Normalfrequenzimpulse und die vom Abnehmer erzeugten Impulse einem Indikator zugeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch geltennzeichnet, daß für die Erzeugung der Normalfrequenzimpulse eine zweite mit Markierungen versehene Welle und ein die Markierungen abtastender Geber verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator als impulsgesteuerter Phasenmesser ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 602 837; britische Patentschrift Nr. 655 005.