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Vorrichtung zum Anzeigen des Schlupfes an Friktionsantrieben
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen des Schlupfes an Friktionsantrieben, bei welcher von dem treibenden und dem getriebenen Teil je eine von zwei sich voneinander unabhängig drehenden, genau gleichen Durchmesser aufweisenden Walzen betrieben werden, welche auf ein Differential wirken.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Schlupfmessung bekanntgeworden. Entweder beziehen sie sich aber auf die Messung des Schlupfes zwischen einem Faden und der diesen fördernden Oberfläche. oder aber es werden bei der vergleichenden Messung von Oberflächengeschwindigkeiten Vorrichtungen benutzt, deren Betätigung erst durch das Aufbringen eines Mindestdrehmomentes von die Messung bereits verfälschender Grösse möglich wird.
So sind beispielsweise Drehzahlquotientenmesser bekanntgeworden, bei welchen ein richtkraftlos drehbar gelagerter elektrisch leitender Anker vorhanden ist, in welchem in Abhängigkeit von den Drehzahlen Wirbelströme induziert werden, deren Drehmomente einander entgegenwirken, und wo der Querschnitt des Ankers sich im Wirbelstrombereich in Umfangsrichtung zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Punkten stetig verändert.
Weiter wurde ein Schlupfmesser bekannt, bei welchem eine mit der Differenzgeschwindigkeit zwischen der Frequenz des Netzes und der Drehzahl des Motors umlaufende Welle für eine der Netzfrequenz entsprechende Zeitdauer mit der Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Schlupfes gekuppelt ist.
Eine weitere bekannte Anordnung zur Messung von Drehzahlschlupf, bei welcher die Spannung zweier einphasiger Wechselstromgeber überlagert und die Frequenz der dabei erzeugten Schwebungsspannung gemessen wird, hat als besonderes Merkmal, dass die Wechselstromgeber durch Einschaltung von Übersetzungsgetrieben verschiedenen Übersetzungsverhältnissen oder durch Ausführungen mit unterschiedlicher Polpaarzahl bei gleichen Drehzahlen der zu messenden Wellen verschiedene Frequenzen erzeugen, welche in einem konstanten Verhältnis stehen, das grösser ist als das grösste vorkommende Drehzahlverhältnis, und das zur Anzeige der Quotienten aus der Schwebungsfrequenz gebildet wird.
Bei einer weiteren Vorrichtung zum Messen von Schlupf zwischen zwei Antriebswalzen werden zwei an die Walzen angekuppelte Wechselstromgeber benutzt, welche Spannungen von rechteckiger Kurvenform erzeugen und welche so geschaltet sind, dass der Differentialquotient der Spannungen der beiden Frequenzgeber das Steuergitterpotential je einer Doppeltriode oder zweier einfacher Trioden steuert, welche die Entladung zweier gleicher Kondensatoren bewirkt.
Alle diese bekannten Vorrichtungen sind entweder zum der Erfindung zugrundeliegenden Zweck, nämlich die Messung von Schlupf bei Radwalzenantrieben zwischen Radwalze und angetriebener Oberflä- che, prinzipiell nicht geeignet oder aber verlangen ein so hohes Drehmoment zur Betätigung, dass nur geringe Genauigkeit in der Schlupfmessung gewährleistet werden kann.
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Schliesslich ist ein Schlupfmessgerät bekannt, das mittels zweier Rollen an die zu vergleichenden Wellen angelegt wird. Bei diesem bekannten Gerät werden die ungefähre Grösse und die Richtung der Drehzahldifferenz ohne Erkennbarkeit des genauen Wertes durch eine sich abhängig von der Drehzahldifferenz drehende Scheibe angezeigt, die vom Käfig eines Differentials angetrieben wird.
Weiterhin kann bei diesem Gerät dadurch, dass die Drehzahl einer der beiden abgegriffenen Antriebe direkt auf ein Zählwerk und die Drehung des Differentialkäfigs auf einen Zeigerübertragen wird, über eine konstruktiv vorbestimmte Anzahl von Drehungen eines der Messräder eine Vergleichsmessung durchgeführt werden. Nach der vorbestimmten Anzahl von Drehungen des die Vergleichswelle abgreifenden Antriebsrades wird der Messvorgang abgeschaltet und der Zeiger bleibt stehen. Aus dem Vergleich des Weges, den der Zeiger während des Messvorganges zurückgelegt hat und der Anzeige des unmittelbar angetriebenen Zählwerkes ergibt sich eine Verhältniszahl, welche Aufschluss über die Drehzahldifferenz zwischen den beiden Abgreifrädern während der Dauer der Messung ergibt.
Die Nachteile dieses bekannten Gerätes bestehen darin, dass eine Vergleichsmessung über eine längere Zeit nicht möglich ist, dass ferner bei geringen Drehzahldifferenzen die Messgenauigkeit nicht besonders hoch ist und dass keine Tendenz auch während eines noch so lange dauernden Messvorganges sichtbar wird. Das Ergebnis ist immer ein Mittelwert über die gesamte Messdauer.
Durch die Erfindung werden die Nachteile der bisher bekannten Geräte vermieden. Die Erfindung weist vor allem den Vorteil auf, dass der gesamte Anlaufvorgang beobachtet und zur Auswertung aufgezeichnet werden kann. Von besonderer Wichtigkeit ist auch, dass die Erfindung sowohl eine mit hoher Genauigkeit reproduizerbare Messung ermöglicht als auch kurzfristige Drehzahlschwankungen erkennen lässt. Weiters lässt sich mit dem erfindungsgemässen Gerät eine einwandfreie und lückenlose Schlupfmessung, u. zw. der Momentanwerte durchführen. Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht schliesslich darin, dass die gestellte Aufgabe in einfachster Weise gelöst wird, wobei die hohe Messgenauigkeit durch die Anordnung formschlüssiger Verbindungen erzielt wird.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der mit zueinander parallel verlaufenden Achsen angeordneten Walzen aus zwei gleichen, in axialer Richtung getrennten Teilen besteht und in dem so gebildeten Zwischenraum ein koaxiales Zahnrad trägt, das mit einem weiteren Zahnrad kämmt, welches mit einem der Kegelräder des Differentials koaxial fest verbunden ist, und dass das Planetenrad des Differentials über eine zwischen den beiden Walzen parallel zu deren Achsen verlaufende Welle den Schleifkontakt eines Potentiometers dreht, dessen abgegriffene Spannung von einem an sich bekannten Schnellschreiber aufgezeichnet wird.
Durch diese Ausbildung ermöglicht die erfindungsgemässe Vorrichtung einwandfreie Schlupfmessungen mit unmittelbarer quantitativer Auswertung. Die zwischen Potentiometereingang und Schleifkontakt abzugreifende Spannung wird ständig aufgezeichnet, wodurch eine Sägezahnkurve entsteht, deren Sprung jeweils beim Übertritt des Schleifers vom Ende zum Anfang des Potentiometers liegt. Da Anfangs- und Endpunkt der Zahnflanke für eine bestimmte Betriebsspannung immer in gleicher Höhe liegen, kann aus der Steigung der Kurve der Schlupf leicht abgelesen werden. Die Wirkungsweise des Schlupfanzeigegerätes wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die beiden Rollenpaare 1, 2 und 3, 4 sind auf den Achsen 5 und 6 befestigt. Ausserdem tragen die beiden Achsen die beiden Zahnräder 7 und 8, welche in den fest mit den Differentialrädern 11 und 12 gekoppelten Stirnräder 9 und 10 kämmen. Zwischen den beiden Kegelrädern 11 und 12 sitzt das Planetenrad 13 drehbar auf einem Befestigungsstück 14, welches mit Hilfe der Schraube 15 auf der Welle 16 festgesetzt ist. Auf der Welle 16 ist weiter der Schleifkontakt 18 befestigt. Die Welle 16 ist bei 19 und 20 leicht drehbar gelagert.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist leicht zu erkennen. Die beiden Rollenpaare 1, 2 und 3, 4
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geschwindigkeiten gleich sind (die Durchmesser der beiden Walzenpaare sind genau gleich), drehen sich die beiden Zahnräder 9 und 10 und mit diesen die beiden Kegelräder 11 und 12 mit gleicher Drehzahl, so dass das sich auf diesen abwälzende Planetenrad 13 keine räumliche Bewegung macht und das Befestigungsstück 14 und mit diesem die Welle 16 steht. Läuft der eine oder andere umlaufende Teil jedoch mit grösserer Umfangsgeschwindigkeit, so werden die Drehzahlen der beiden Walzenpaare und damit die Drehzahlen der beiden Räder 9 und 10 verschieden ; das Planetenrad gleicht die unterschiedlichen Drehzahlen dadurch aus, dass es eine der Differenz der beiden Drehzahlen entsprechende räumliche Drehung um die Achse 16 als Drehachse beschreibt.
Damit setzt es. gleichzeitig auch diese in drehende Bewegung, der Schleifkontakt 18 streicht über das Potentiometer 17 und verändert damit ständig
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dessen wirksamen Widerstand.
Das Potentiometer mit dem Schleifkontakt liegt in an sich bekannter Weise über eine Stromquelle 22 an einem schematisch als Messinstrument dargestellten Schnellschreiber 21, welcher eine Sägezahnkurve aufzeichnet, aus deren Steigungen die Grösse der Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten und damit die Grösse des Schlupfes direkt mit Hilfe einer entsprechenden Messvorrichtung abgelesen werden kann.