DE206849C

DE206849C -

Info

Publication number: DE206849C
Application number: DE1906206849D
Authority: DE
Filing date: 1906-11-20
Anticipated expiration: 1926-11-21

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 42ä. GRUPPECLASS 42ä. GROUP

HERMANN FRAHM in HAMBURG.HERMANN FRAHM in HAMBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. November 1906 ab.Patented in the German Empire on November 21, 1906.

Bei dem Verfahren, die effektive Leistung von Maschinen aus der gegenseitigen Verdrehung zweier in gewisser Entfernung voneinander befindlichen Wellenquerschnitte zu bestimmen, hat man zur Sichtbarmachung bzw. Messung dieser Verdrehung komplizierte mechanische und elektrische Übertragungsmittel benutzt; welche zum Teil mit größeren Fehlerquellen behaftet sind. Außerdem sindIn the process, the effective performance of machines from mutual rotation To determine two wave cross-sections located at a certain distance from each other, one has to make them visible or measurement of this twist uses complicated mechanical and electrical transmission means; some with larger ones Sources of error are afflicted. Also are

ίο Einrichtungen vorgeschlagen worden, welche die gegenseitige Verdrehung zweier Wellen-ίο facilities have been proposed which the mutual twisting of two shafts

. querschnitte unmittelbar sichtbar machen sollen, indem eine mit dem einen Wellenquerschnitt fest verbundene Lichtquelle einen Lichtstrahl auf eine am zweiten Querschnitt befestigte Auffangscheibe wirft, so daß das verschiedene Auftreffen des Lichtstrahles auf die Scheibe das Maß der Wellenverdrehung ergibt. Solche Einrichtungen können sich nur für stillstehende oder sehr langsam rotierende Wellen eignen, da bei größerer Rotationsgeschwindigkeit eine direkte Ablesung unmöglich sein und außerdem die rotierende Lichtquelle zu Schwierigkeiten Veranlassung geben würde.. to make cross-sections immediately visible by placing one with a shaft cross-section Permanently connected light source a light beam attached to a second cross-section Throws collecting disc, so that the various impacts of the light beam on the disc gives the amount of shaft rotation. Such facilities can only be used for stationary or very slowly rotating shafts are suitable, as they are at a higher speed of rotation direct reading will be impossible and the rotating light source will cause difficulties Would give cause.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine einfache Vorrichtung, bei welcher die Wellenver-. drehung gleichfalls auf optischem Wege, aber unter Vermeidung fast aller Fehlerquellen sichtbar gemacht wird.The invention is now a simple device in which the shafts. Rotation also optically, but visible while avoiding almost all sources of error is made.

Gemäß der Erfindung wird ein Spiegel (gegebenenfalls mehrere Spiegel) an der Welle derart befestigt, daß er durch die Verdrehung zweier Wellenquerschnitte aus seiner Ruhelage herausgedreht wird und somit je nach seiner dem Grade der Wellenverdrehung entsprechenden Verstellung einen auffallenden Lichtstrahl in verschiedenen Richtungen reflektiert.According to the invention, a mirror (possibly several mirrors) is attached to the shaft fastened in such a way that it moves out of its rest position by twisting two shaft cross-sections is unscrewed and thus depending on its corresponding to the degree of shaft rotation Adjustment reflects an incident light beam in different directions.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt. .Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing shown. .

Da die für die Messung in Betracht kommenden Wellenquerschnitte für eine unmittelbare Spiegeleinstellung zu weit voneinander entfernt sind, so wird die gegenseitige Verdrehung auf zwei dicht nebeneinander befind- 45 ■ liehe und mit der Welle rotierende Ringe übertragen, was auf bekannte Weise nach Fig. 3 der Zeichnung durch zwei über die Welle geschobene, an den betreffenden Querschnitten A-A und B-B fest mit dieser verbundene Muffen m und η geschieht, die an den sich gegenüberliegenden Enden die Ringe a und b tragen. Bei Hohlwellen kann man beispielsweise in bekannter Weise einen in der Wellenausbohrung gelagerten Kern benutzen. Since the shaft cross-sections to be considered for the measurement are too far apart for a direct mirror adjustment, the mutual rotation is transmitted to two rings that are close to each other and rotating with the shaft, which in a known manner according to FIG Drawing is done by two sleeves m and η pushed over the shaft, firmly connected to the relevant cross-sections AA and BB , which carry the rings a and b at the opposite ends. In the case of hollow shafts, for example, a core mounted in the shaft bore can be used in a known manner.

In Fig. ι sind mit den Meßringen α und b Schneiden s und s¹ verbunden, gegen welche sich ein Spiegel -p mit zwei Kerben legt. Eine Feder/ hält den Spiegel in seiner Lage fest, indem sie ihn gegen die Schneiden drückt.In Fig. Ι with the measuring rings α and b cutting edges s and s ^{1 are} connected, against which a mirror -p lays with two notches. A spring / holds the mirror in place by pressing it against the cutting edges.

Verschieben sich infolge der Wellenverdrehung die beiden Ringumfänge gegeneinander, so wird der Spiegel eine zu seiner Ruhelage schiefe Stellung einnehmen, wie das in Fig. ι punktiert angedeutet ist. Als normale Ruhelage ist diejenige anzusehen, welche der Spiegel im spannungslosen Zustande derIf the two circumferences of the ring shift against each other as a result of the shaft rotation, so the mirror will assume an inclined position to its rest position, like that is indicated in Fig. ι dotted. The normal resting position is that which the mirror in the de-energized state of the

Welle, also wenn auch die,se in der Ruhelage ist, einnimmt. ' Bei dieser Lage wird ein von einer Lichtquelle q ausgehendes und den Spiegel treffendes Lichtstrahlbündel in der Richtung d-e zurückgeworfen und eine an geeigneter Stelle angebrachte Schirmwand t im Punkt e treffen. Die Linie d-e ist demnach als die Nullage des reflektierten Strahlenbündels zu bezeichnen. Voraussetzung ist hierbei, daß der Spiegel derartig konkav ge-Wave, so if the se is in the rest position, takes. In this position, a light beam emanating from a light source q and hitting the mirror is thrown back in the direction de and hits a screen wall t attached at a suitable point at point e . The line de is therefore to be referred to as the zero position of the reflected beam. The prerequisite is that the mirror is so concave

' schliffen ist, daß die von der Lichtquelle q ausgehenden Strahlen sich auf der Schirmwand zu einem Punkte vereinigen.What is polished is that the rays emanating from the light source q unite to form a point on the screen wall.

Rotiert nun die Welle, so wird der Spiegel einmal während jeder Umdrehung von dem Lichtstrahlbündel q, d getroffen; dabei wird das reflektierte Strahlenbündel infolge der Wellen Verdrehung eine Ablenkung aus der Nullage erfahren. Wird die Schirmwand t beispielsweise im Punkt g getroffen (vgl. Fig. 2), so erscheint bei der Wellen drehung an dieser Stelle ein kurz dauernder, sich wiederholender Lichtblitz. Die Entfernung des Punktes g von dem Nullpunkt e zeigt dann in vergrößertem Maßstabe die Abweichung des Spiegels aus seiner Ruhelage und damit gleich die Wellenverdrehung an.If the shaft now rotates, the mirror is struck once during each revolution by the light beam q, d; The reflected beam will experience a deflection from the zero position as a result of the wave rotation. If the screen wall t is hit at point g , for example (see FIG. 2), a brief, repeating flash of light appears at this point when the shaft rotates. The distance of the point g from the zero point e then shows on an enlarged scale the deviation of the mirror from its rest position and thus the shaft rotation.

Fig. .4 stellt eine andere Ausführungsform der vorbeschriebenen Anordnung dar, bei weleher der rotierende Spiegel nicht konkav, sondern plan geschliffen ist. Das Zusammenfassen der von q ausgehenden Lichtstrahlen geschieht hier durch einen feststehenden Hohlspiegel q¹ in Verbindung mit einer Sammellinse q₂. Die reflektierten Strahlen fallen auf eine mit Skala versehene Mattscheibe I. Natürlich läßt sich eine Mattscheibe o. dgl. durch eine photographische Platte oder einen Film ersetzen, wodurch es ermöglicht wird, den Lichtblitz in jedem geeigneten Augenblick oder bei entsprechender Bewegung der Platte die Lichtblitze während eines längeren Zeitraumes in fortlaufender Reihe festzuhalten.
Als geeignete Lichtquelle läßt sich ein hell beleuchteter schmaler Spalt verwenden, wie das in Fig. 3 und 5 angedeutet ist. In diesem Fall erscheint das Bild auf dem Auffangschirm als leuchtender Strich.Fig. 4 shows another embodiment of the above-described arrangement in which the rotating mirror is not ground concave but flat. The bundling of the light rays emanating from q is done here by a fixed concave mirror q ¹ in conjunction with a converging lens q ₂ . The reflected rays fall on a ground glass provided with a scale I. Of course, a ground glass or the like can be replaced by a photographic plate or film, which makes it possible to record the light flashes at any suitable moment or when the plate is moved accordingly to be recorded in a continuous series for a longer period of time.
A brightly illuminated narrow slit can be used as a suitable light source, as is indicated in FIGS. 3 and 5. In this case, the image appears as a glowing line on the capture screen.

Während in Fig. 1 eine Anordnung des Spiegels derart, daß seine Fläche in Richtung der Wellenachse liegt, angegeben ist, ist es auch möglich, demselben andere Lagen, z. B. eine seitlich verschobene, zu geben, was aus praktischen Rücksichten mitunter wünschenswert sein kann. Die Ausführung nach Fig. 2 zeigt eine Lage des Spiegels, bei der die Fläche des Spiegels die Welle gleichsam tangiert. Der Meßring α trägt einen Lagerbock 0, in dessen Lagern die Achse w ruht. Mit dieser Achse sind die Hebel h und w¹ verbunden, von denen sich h mit einer Schneide gegen einen an dem Ring b befestigten Nocken h¹ legt, während der Hebel w¹ mit seinem als Spitze ausgebildeten Endpunkt in eine Kerbe des Spiegels -p greift. Der letztere stützt sich mit einer zweiten Kerbe gegen eine mit dem Ringe α verbundene Schneide w². Eine Feder/" hält dabei den Spiegel in seiner Lage. Bei einer Verschiebung von α gegen b erfolgt demnach eine Drehung des Spiegels beispielsweise in die punktierte Lage.While in Fig. 1 an arrangement of the mirror such that its surface lies in the direction of the shaft axis, is indicated, it is also possible the same other positions, for. B. to give a laterally shifted, which can be desirable from a practical point of view. The embodiment according to FIG. 2 shows a position of the mirror in which the surface of the mirror is, as it were, tangent to the shaft. The measuring ring α carries a bearing block 0, in whose bearings the axis w rests. The levers h and w ^{1 are} connected to this axis, of which h lays a cutting edge against a cam h ¹ attached to the ring b , while the end point of the lever w ¹ engages in a notch in the mirror -p . The latter is supported with a second notch against a cutting edge w ² connected to the ring α . A spring / ″ holds the mirror in its position. In the event of a shift from α to b , the mirror is accordingly rotated, for example into the dotted position.

Die Erscheinung des Lichtblitzes an einer der Wellen Verdrehung entsprechenden Stelle des Auffangschirmes kann für die unmittelbare Ablesung auf einer Skala, wie auch auf andere Weise nutzbar gemacht werden. In Fig. 3 ist die Lichtquelle q fest angeordnet gedacht, hingegen soll ein verschiebbarer Auffangschirm u vorhanden sein und dieser enthält einen Sehschlitz ν zur direkten Beobachtung des reflektierten Strahles durch das Auge und einen Zeiger z, der über einer festen Skala spielt. Der Schirm wird so lange verschoben, bis durch den Sehschlitz der Lichteindruck wahrzunehmen ist, worauf die Stellung des Zeigers über der Skala die Wellenverdrehung anzeigt. Bei dieser Anordnung kann mit verhältnitmäßig schwachen Lichtquellen gearbeitet werden und ist es nicht erforderlich, konkav geschliffene Spiegel zu verwenden. Es können einfache Planspiegel benutzt werden.The appearance of the light flash at a point of the collecting screen corresponding to the wave rotation can be used for immediate reading on a scale, as well as in other ways. In Fig. 3, the light source q is intended to be fixed, but a movable collecting screen u should be present and this contains a viewing slit ν for direct observation of the reflected beam through the eye and a pointer z that plays over a fixed scale. The screen is shifted until the light impression can be perceived through the viewing slit, whereupon the position of the pointer above the scale indicates the shaft rotation. With this arrangement it is possible to work with relatively weak light sources and it is not necessary to use concave ground mirrors. Simple plane mirrors can be used.

Fig. 5 zeigt die Umkehrung der Anordnung, indem die Lichtquelle q verschiebbar angeordnet und mit einem Zeiger ζ versehen ist, der über einer festen Skala gleitet. Der Lichtblitz wird durch einen festgelagerten Sehschlitz ν beobachtet. Den letzteren ordnet man entweder unmittelbar in dem reflektierten Strahl, etwa bei k an oder man bringt durch Einschalten eines Ablenkungsspiegels i den Auffangschirm mit dem Sehschlitz ν in eine zur Wellenachse rechtwinklige Lage. Es kann das aus Raumrücksichten für die Beobachtung zweckmäßig sein.Fig. 5 shows the reversal of the arrangement in that the light source q is arranged to be displaceable and is provided with a pointer ζ which slides over a fixed scale. The flash of light is observed through a fixed viewing slit ν. The latter is either placed directly in the reflected beam, for example at k , or the collecting screen with the viewing slit ν is brought into a position at right angles to the shaft axis by switching on a deflection mirror i. This can be expedient for observation for reasons of space.

Um dem Auge einen möglichst ununterbrochenen Lichteindruck zu schaffen, empfiehlt es sich, den Ringumfang mit umsomehr Spiegeln zu besetzen, je langsamer die Welle läuft. Bei schnellaufenden Wellen, etwa von Turbinen, werden ein oder zwei Spiegel genügen. Bei Wellen, die von Kolbenmaschinen, also mit nicht ständig gleichbleibender Kraft angetrieben werden, tritt noch der Umstand hinzu, daß das Drehmoment und damit auch die Verdrehungen während einer Wellenumdrehung veränderlich sind, weshalb in diesem Falle die Anordnung einer ganzen Reihe über den Umfang verteilter Spiegel zu wählen ist. Die auf den Auffangschirm geworfenen Lichtblitze werden sich dann während einer Wellendrehung nicht decken, sondern sie werden beiIn order to create a light impression that is as uninterrupted as possible for the eye, recommends the slower the wave, the more mirrors occupy the circumference of the ring runs. In the case of high-speed waves, for example from turbines, one or two mirrors will suffice. In the case of shafts from piston engines, i.e. with a force that is not constant at all times are driven, there is also the fact that the torque and thus also the rotations during a shaft revolution are variable, which is why in this one In the case of an arrangement of a whole row of mirrors distributed over the circumference is to be chosen. The flashes of light thrown onto the collecting screen will then move as the shaft rotates not cover, but they will at

der in Fig. 4 angedeuteten beispielsweisen Ausführung als nebeneinanderliegende Streifen auf der Mattscheibe erscheinen. Die mittlere Wellenverdrehung, auf die es vornehmlich ankommt, deckt sich dann annähernd mit der mittleren Ablesung an der Skala zwischen den beiden äußersten Lichtstreifen. Für' diesen Fall besonders geeignet erscheint die photo graphische Registrierung der Lichtblitze auf einer bewegten Platte oder einem Film. Die Bewegung der photographischen Aufnehmevorrichtung kann durch die Welle oder unabhängig von dieser durch ein Uhrwerk erfolgen. Zur Erhöhung der Genauigkeit kannthe exemplary embodiment indicated in FIG. 4 as adjacent strips appear on the screen. The mean shaft rotation, which is primarily important, then approximately coincides with the mean reading on the scale between the two outermost streaks of light. Photographic appears to be particularly suitable for this case Registration of the flashes of light on a moving plate or film. the Movement of the photographic recording device can be effected by the shaft or independently of this by a clockwork. To increase the accuracy can

15' an Stelle des Sehschlitzes zweckmäßig auch ein Fernrohr mit Fadenkreuz Verwendung finden.15 'in place of the viewing slit is also expedient a telescope with crosshairs can be used.

Claims

Patent Claims:

i. Torsion indicator, in which the shaft rotation due to the deflection a light beam falling on a screen or the like is determined, characterized in that that through the two wave cross-sections that are considered for the measurement, one or more mirrors be twisted.

2. Torsion indicator according to claim 1, characterized by a fixed screen wall (t) with a scale, onto which the light rays emanating from the fixed light source (q) which are combined in some way are thrown by the mirror (p).

3. Torsion indicator according to claim 1, characterized in that a light source (q) fixed and a viewing slit (v) o. The like. Is movably arranged, the displacement of the viewing slit required to collect the reflected light beam indicating the degree of shaft rotation on a scale .

4. Torsion indicator according to claim i, characterized in that the viewing slit (v) or the like is fixedly mounted, the light source (q) is arranged to be displaceable, the displacement of the light source on a scale required to collect the reflected light beam through the viewing slit indicates the amount of shaft rotation.

1 sheet of drawings.