DE144313C

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Publication number: DE144313C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abmessungen von Baukonstruktionsteilen.The present invention relates to a device for determining the dimensions of building construction parts.

Das Wesen dieser Vorrichtung besteht darin, das ein wagerecht liegender unbelasteter loser Tragebalken, dessen Eigengewicht durch Gegengewicht oder Feder oder beides ausgeglichen ist, mit verschiebbaren Gewichten, welche in einem übereinstimmenden einfachen Verhältnisse zu den in Betracht kommenden Lasten stehen, so belastet wird, wie es der jeweilig zu lösenden statischen Aufgabe entspricht. Der gleichsam freischwebende Tragebalken vertritt hierbei die Stelle jedes einzelnen Baukonstruktionsteiles, dessen Abmessungen gerade bestimmt werden sollen, also des Balkens, des Trägers, der Unterzüge usw. und auch der Säule, soweit sie auf Biegung beansprucht wird, da man stets die Kraft oder Last, welche auf diese wirken, durch Gewichte ausdrücken kann.The essence of this device is that a horizontally lying unloaded looser Support beam whose dead weight is balanced by a counterweight or spring or both is, with sliding weights, which are in a matching simple proportions are related to the loads in question, is charged as it is the respective to be solved static task. The quasi free-floating support beam represents here the location of each individual structural part, the dimensions of which are currently being determined should, i.e. the beam, the girder, the joists, etc. and also the column, as far as it is stressed on bending, since one always has the force or load which is applied to it can act, express through weights.

Die Einwirkung der Gewichte auf den Tragebalken wird durch Hebel vermittelt, und zwar zweckmäßigerweise durch ein doppelteiliges Hebelsystem. Die am besten ungleicharmigen Hebel sind über die ganze Länge des Balkens verteilt und liegen senkrecht zu der Längsrichtung an beiden Seiten desselben. Sämtliche Hebel sind in gleicher Weise unterstützt, und zwar so, daß der kürzere Arm nach dem Balken zu liegt; das Ende des kürzeren Hebelarmes hebt bei Beschwerung des längeren Hebelarmes den Balken. Die in dieser Weise eintretenden Reaktionen werden in einfachster Weise durch Gegengewichte an Hebeln, welche mit den Enden des Balkens in Verbindung stehen, ausgeglichen und auf diese Weise unmittelbar ohne Rechnung bestimmt. Die Lage des gefährlichen Querschnitts wird bestimmt, indem durch Druck mittels einer verschiebbaren Stange (eines Suchers) derjenige Punkt des Balkens festgestellt wird, in welchem die sämtlichen auf den Balken wirkenden Gewichte so aufgehoben werden können, daß derselbe die ursprüngliche Lage einnimmt.The action of the weights on the support beam is mediated by levers, namely expediently through a two-part lever system. The best with unequal arms Levers are distributed over the entire length of the beam and are perpendicular to the longitudinal direction on both sides of the same. All levers are supported in the same way, and so that the shorter arm is towards the beam; the end of the shorter lever arm lifts the beam when the longer lever arm is weighed down. That way Occurring reactions are in the simplest way by counterweights on levers, which communicate with the ends of the beam, balanced and in this way immediate determined without invoice. The position of the dangerous cross-section is determined by applying pressure by means of a displaceable Rod (of a finder) that point of the beam is determined in which all weights acting on the beam can be lifted so that the same assumes the original position.

Hiernach beruht das Prinzip der neuen Vorrichtung darin, statistische Aufgaben auf experimentellem Wege dadurch _r-zu lösen, daß man sämtliche Lasten in einem der vorliegenden Aufgabe entsprechenden Verhältnis als Gewichte durch Vermittelung von Hebeln auf den Balken einwirken läßt und diese Einwirkung z. B. dadurch bestimmt, daß man die Enden des Balkens mit den Hebeln in Verbindung bringt und durch Laufgewichte den auf diese ausgeübten Druck ausgleicht. Diese Hebel sind mit Skalen versehen, welche eine unmittelbare Ablesung. der Lagedrucke gestatten. Ebenso bewegt sich der Sucher zur Bestimmung des gefährlichen Querschnittes längs einer Skala, so daß auch der gefährliche Querschnitt unmittelbar abgelesen werden kann. Auf besonderen Tabellen, die gegebenenfalls auf Rollen an der Vorrichtung befestigt sind, kann man aus diesen Momenten die für den betreffenden Konstruktionsteil erforderlichen Abmessungen ablesen.Hereinafter, the principle of the new device consists in the fact characterized -to solve statistical tasks experimentally _r, that all loads are allowed to act as weights through the medium of levers on the beams in a corresponding object of the present ratio and for this exposure. B. determined by bringing the ends of the beam with the levers in connection and balancing the pressure exerted on them by running weights. These levers are provided with scales which give an immediate reading. allow the situation prints. Likewise, the viewfinder moves along a scale to determine the dangerous cross-section, so that the dangerous cross-section can also be read off directly. The dimensions required for the structural part in question can be read off from these moments on special tables, which may be attached to the device on rollers.

Der Benutzer der Vorrichtung hat also nur zu beachten, daß er gleichzeitig sämtliche für die Rechnung in Betracht kommenden Gewichte auf den Balken im Verhältnis der Lasten und entsprechend den Angriffspunkten derselben einwirken läßt. Es sind zwar bereits mecha-The user of the device only has to ensure that he is all for the calculation of weights on the beams in proportion to the loads and can act according to the points of attack of the same. There are already mechanical

nische Vorrichtungen bekannt geworden, durch welche statische Aufgaben einfachster Art gelöst werden können; der wesentliche Unterschied zwischen diesen bekannten Vorrichtungen und der nachstehend näher beschriebenen besteht jedoch darin, daß bei Benutzung der ersteren, falls nicht das Ausrechnen nach einfachen Formeln vorgezogen wird, stets nur ein Konstruktionsteil mit einer Last beansprucht werdenNiche devices have become known, which solved static tasks of the simplest type can be; the main difference between these known devices and the one described in more detail below, however, is that when using the former, if you do not prefer the calculation according to simple formulas, always only one construction part be stressed with a load

ίο kann, während die neue Vorrichtung gleichzeitig von allen Lasten bezw. den diese Lasten vertretenden Gewichten beansprucht werden kann und ohne Zwischenrechnung die Lösung der Aufgabe in allen Teilen gegeben wird.ίο can while using the new device at the same time from all loads respectively. the weights representing these burdens are claimed can and the solution of the task is given in all parts without intermediate calculation.

Die Vorrichtung ist in den Fig. 1 bis 10 der beiliegenden Zeichnung erläutert. Fig. 1 stellt einen Querschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt, Fig. 3 einen Horizontalschnitt und Fig. 4 eine Oberansicht der Vorrichtung dar. Fig. 5 und 6 sind Vorder- bezw. Seitenansichten. Fig. 7 ist ein Teil des Querschnittes (links auf Fig. 1), Fig. 8 ein Teil des Längsschnittes (links auf Fig. 2). Fig. 9 ist -ein Teil des Längsschnittes (Mitte von Fig. 2) und Fig. 10 ein Teil des Querschnittes (rechts von Fig. 1). Die Fig. 7 bis 10 sind in größerem Maßstabe ausgeführt.The device is shown in FIGS. 1 to 10 of the accompanying drawing. Fig. 1 shows a cross section, Fig. 2 shows a longitudinal section, 3 shows a horizontal section and FIG. 4 shows a top view of the device. FIGS. 5 and 6 are front or Side views. Fig. 7 is part of the cross-section (on the left of Fig. 1), 8 shows a part of the longitudinal section (on the left in FIG. 2). Fig. 9 is part of the longitudinal section (Middle of Fig. 2) and Fig. 10 a part of the cross section (right of Fig. 1). The Fig. 7 up to 10 are executed on a larger scale.

Die Vorrichtung besitzt einen Rahmen A The device has a frame A

(Fig. ι bis 3) mit den festen Balken a, welche in den Seiten wänden des Rahmens eingespannt sind und die Hebelarme b unterstützen. An dem einen Ende sind die Hebelarme b (Fig. 1 und 2) mit den Ansätzen g so verbunden, daß sie eine Drehung, jedoch in begrenztem Maße, zulassen und in eine entsprechende Vertiefung des Tragebalkens ζ eingreifen. Die Gewichte c sind zwecks Führung mit den keilförmigen Ansätzen y versehen und werden von den Hebelarmen b unterstützt. An den Gewichten sind kleine, nach der Mitte der Vorrichtung zu(Fig. Ι to 3) with the fixed bar a, which are clamped in the side walls of the frame and support the lever arms b . At one end, the lever arms b (Fig. 1 and 2) are connected to the projections g so that they allow rotation, but to a limited extent, and engage in a corresponding recess in the support beam ζ. The weights c are provided with the wedge-shaped lugs y for guidance and are supported by the lever arms b . On the weights are small ones towards the middle of the device

liegende Ösen (Fig. 2) angebracht, in welche passende Haken hineinfassen, sobald die Rollen I durch die Hebel Z¹ (Fig. 6) gedreht werden. Wenn die Hebel I¹ eine horizontale Lage einnehmen, dann werden sie durch die Federn /² gehalten, so daß die Gewichte c die Hebelarme b nicht mehr belasten. Auf der einen Seite können die Hebel Z¹ und die Federn /² gegebenenfalls in Wegfall kommen. Die Gewichte c sind am oberen Ende mit je zwei Stangen fest verbunden.Lying eyelets (Fig. 2) attached, in which suitable hooks grasp as soon as the rollers I are rotated by the lever Z ¹ (Fig. 6). When the levers I ^{1 assume} a horizontal position, they are held by the springs / ² so that the weights c no longer load the lever arms b. On the one hand, the levers Z ¹ and the springs / ^{2 can} possibly be omitted. The weights c are firmly connected at the top with two rods each.

Sowohl in der Leitschiene d als auch im Schieber e, die miteinander fest verbunden sind, wird den Stangen Durchgang gewährt und deren Heben und Senken ermöglicht. Ein gleichmäßiges Hin- und Herschieben der Gewichte, entweder durch die mit Lederplättchen versehenen Schieber e oder durch die Zugschnüre ρ und p^l, wird durch die Federn f bewirkt.Both in the guardrail d and in the slide e, which are firmly connected to one another, the rods are granted passage and their raising and lowering is made possible. The weights are evenly pushed back and forth, either by the sliders e fitted with leather plates or by the pull cords ρ and p ^l , is effected by the springs f .

Der lose Tragebalken ^ (Fig. 1 und 2) ist mit dünnen Seitenblechen fest verbunden, zwischen welchen eine Feder h eingelegt ist und ragt durch die Seitenwä'nde des Rahmens A hinaus. An den Wagebalken r sind die Schiebestangen s mit den verschiebbaren Gewichten w und χ befestigt (Fig. 1, 3, 5 und 8); diese drücken durch eine Schraube sowohl auf die Feder h als auch auf den Tragebalken ^, die lose miteinander verbunden sind.The loose support beam ^ (Fig. 1 and 2) is firmly connected to thin side plates, between which a spring h is inserted and protrudes through the side walls of the frame A. The push rods s with the sliding weights w and χ are attached to the balance beam r (FIGS. 1, 3, 5 and 8); these press through a screw on both the spring h and the support beam ^, which are loosely connected to each other.

Die Seitenwände des Rahmens A sind oben in der Mitte mit einer Schiene versehen, an welcher die Winkeleisen u angebracht sind; die Eisen ν sind mit dem losen Tragebalken \ bezw. mit den Seitenblechen derselben fest verbunden (Fig. 1, 3, 4 und 5). Die oben vorspringenden abgerundeten Kasten 3 und 4 enthalten Rollen η η¹ ο ο¹ (Fig. 2 und 4) mit Drehgriffen 5, 6, 7, 8 und aufgerollten Maßstabund Momententabellen. Die Stangen q und q^l sind mit Seitenwänden fest verbunden und dienen zur Unterstützung der Zugschnüre; die Stangen m können sowohl fest als drehbar angebracht werden.The side walls of the frame A are provided with a rail at the top in the middle, on which the angle iron u are attached; the irons ν are with the loose support beam \ resp. with the side plates of the same firmly connected (Fig. 1, 3, 4 and 5). The rounded boxes 3 and 4 protruding above contain rollers η η ¹ ο ο ¹ (Fig. 2 and 4) with rotary handles 5, 6, 7, 8 and rolled up scale and moment tables. The rods q and q ^l are firmly connected to the side walls and serve to support the pull cords; the rods m can be attached both fixed and rotatable.

Der an seinem unteren Ende mit einer Rolle oder Spitze versehene Sucher i ist mit dem Schieber k (Fig. 1 und 2) fest verbunden. Der Deckel des Schiebers k ist mit dem kleinen Seitenblech scharnierartig verbunden, jedoch derartig mit einer Feder versehen, daß der Sucher mit der Rolle in der Schwebe gehalten wird und nur dann mit dem Tragebalken ^ bezw. Feder h in Berührung kommt, wenn auf den Deckel ein Druck ausgeübt wird. In der Querrichtung des Rahmens ist dem Sucher i freier Durchgang gewährt und auch der Schieber k ist unten mit einer Nut versehen, um ein gleichmäßiges Hin - und Herschieben des Suchers zu ermöglichen. The viewfinder i, which is provided with a roller or point at its lower end, is firmly connected to the slide k (FIGS. 1 and 2). The cover of the slide k is connected to the small side plate in a hinge-like manner, but is provided with a spring in such a way that the viewfinder is held in suspension with the roller and only then with the support bar ^ or. Spring h comes into contact when pressure is applied to the lid. The viewfinder i is granted free passage in the transverse direction of the frame and the slide k is also provided with a groove at the bottom to enable the viewfinder to be pushed back and forth evenly.

Soll nun der lose eingelegte Tragebalken \ von verschiedenen Lasten, z. B. von gleichmäßig verteilten Lasten, Strecken- und Einzellasten, beansprucht werden, so ist es nötig, die verschiedenen Längen der Konstruktionsteile, welche von dem losen Balken vertreten werden, zu berücksichtigen und auf eine Maßeinheit zurückzuführen; in der Vorrichtung ist als Längenmaß des Konstruktionsteiles ein- für allemal 10 m angenommen. Auf die Walzen /is¹ ist eine Zeichnung aufgerollt, welche die Länge des Tragebalkens besitzt und eine Anzahl untereinander stehender Maßstäbe enthält; diese Maßstäbe stellen die Umrechnung auf ι m, 1,20 m, 1,40 m usw. bis 10 m dar. Durch Drehen der einen oder anderen Walze wird die gewünschte Skala mit ihrer Maßeinteilung vor Augen geführt.If now the loosely inserted support beams \ of different loads,. B. are stressed by evenly distributed loads, line loads and individual loads, it is necessary to take into account the different lengths of the structural parts, which are represented by the loose beam, and to trace them back to a unit of measurement; in the device, the length of the structural part is assumed once and for all to be 10 m. A drawing is rolled onto the rollers / is ¹ , which has the length of the support beam and contains a number of mutually related scales; these scales represent the conversion to ι m, 1.20 m, 1.40 m, etc. up to 10 m. By turning one or the other roller, the desired scale with its graduation is shown.

Das Eigengewicht der Hebelarme b drückt mit einer gleichmäßig verteilten Last auf den Tragebalken % von unten nach oben, während die Wagebalken r mit den Schiebestangen s und den Gewichten χ nach unten drücken. Die Gewichte n> müssen erst durch eine DrehungThe dead weight of the lever arms b presses with an evenly distributed load on the support beam % from bottom to top, while the balance beam r presses down with the push rods s and the weights χ . The weights n> first have to be rotated

der Griffe 9 von den Schiebestangen s nach den Skalen t hinübergeführt werden. Die Gewichte χ dienen dazu, das Gleichgewicht des Tragebalkens ^ herzustellen. Um aber in ganzer Länge ein absolutes Gleichgewicht herbeizuführen , so daß also der Druck von oben auf den Tragebalken nicht nur auf die Enden, sondern als eine gleichmäßig verteilte Last auf den Tragebalken in ganzer Länge wirkt, wie der Druck der Hebelarme von unten, ist die Feder h eingelegt, deren Spannkraft durch eine Schraube reguliert wird. Die Hebelarme b liegen in gleichen, möglichst kleinen Abständen voneinander. Zur Verteilung der Gewichte dienen die Schienen 1 und 2. Zur Lösung der bestimmten Aufgaben werden die Lasten in Form der Gewichte unter Benutzung der auf den Walzen nn¹ befindlichen Skalen verteilt; die gleichmäßig verteilte Last wird dargestellt als eine Reihe der Gewichte, die Streckenlasten als kleine Reihen oder Gruppen derselben und die Einzellasten als Einzelgewichte; wenn es wegen der Größe oder der Lage der Einzellast erforderlich ist, kann auch diese durch mehrere entsprechend gruppierte Gewichte dargestellt werden. Durch die Lasten wird der lose Balken \ aus seiner Lage gebracht und die Lage des gefährlichen Querschnittes wird dann so ermittelt, daß man durch Hin- und Herschieben des Suchers mit einem Druck auf den Schieber k bezw. den Tragebalken \ den Punkt bestimmt, von¹ welchem aus der Tragebalken wieder in seine ursprüngliche horizontale Lage gebracht wird.the handles 9 are passed over from the push rods s to the scales t . The weights χ serve to balance the support beam ^. But in order to bring about an absolute equilibrium over the entire length, so that the pressure from above on the support beam acts not only on the ends, but as an evenly distributed load on the support beam over its entire length, like the pressure of the lever arms from below Spring h inserted, the tensioning force of which is regulated by a screw. The lever arms b are at the same, as small as possible distances from one another. The rails 1 and 2 are used to distribute the weights. To solve the specific tasks, the loads are distributed in the form of weights using the scales located on the rollers nn ^1; the evenly distributed load is represented as a series of weights, the line loads as small rows or groups of these and the individual loads as individual weights; if it is necessary due to the size or the location of the individual load, this can also be represented by several appropriately grouped weights. Due to the loads, the loose bar \ is brought out of its position and the position of the dangerous cross-section is then determined in such a way that by pushing the viewfinder back and forth with one pressure on the slider k or. the bearing beam \ point determined is brought on ¹ from which the support beams back to its original horizontal position.

Nach so erfolgter Bestimmung des gefährlichen Querschnittes wird durch die Gewichte n> auf den Stangen s vermittels Hin- und Herschiebens derselben das Gleichgewicht hergestellt, was dann erreicht ist, wenn die Stangen dies an dem Markierungszeichen der Winkeleisen u anzeigen. Neben den Schiebestangen s sind die Skalen t angebracht, auf welchen dann die Größen der Lagerdrücke abgelesen werden.
Auf der Oberseite der Vorrichtung sind gegebenenfalls Momententafeln und Gewichtsskalen angebracht, von welchen nach hergestelltem Gleichgewicht die Momente für die verteilten Lasten abgelesen werden können. Die Summe dieser Momente, auf einen Konstruktionsteil von 10 m Länge bezogen, ist mit der Länge des berechneten Trägers usw. in ganzen Metern zu multiplizieren und durch 10 zu dividieren zur Feststellung der Momente des in Frage kommenden Konstruktionsteiles.After the dangerous cross-section has been determined in this way, equilibrium is established by moving the weights n> on the rods s back and forth, which is achieved when the rods indicate this on the marking sign of the angle iron u . In addition to the push rods s , the scales t are attached, on which the sizes of the bearing pressures can then be read.
If necessary, moment tables and weight scales are attached to the top of the device, from which the moments for the distributed loads can be read after equilibrium has been established. The sum of these moments, related to a structural part of 10 m length, is to be multiplied by the length of the calculated beam etc. in whole meters and divided by 10 to determine the moments of the structural part in question.

Diese Rechenaufgaben sind gelöst auf einer Tafel vorzufinden, die auf den Rollen 0 o¹ angebracht sind. Andere Tabellen, enthaltend Widerstandsmomente für Baukonstruktionsteile in Eisen, Holz usw. sind gegebenenfalls an dem Rahmen (Fig. 5) angebracht.These arithmetic problems can be found solved on a board that is attached ^{to the rollers 0 o 1.} Other tables, containing moments of resistance for structural parts in iron, wood, etc. are attached to the frame (Fig. 5) if necessary.

Die vorstehende Beschreibung nebst Zeichnung erläutern den Erfindungsgegenstand an einem Beispiele, ohne Rücksicht darauf, daß in der Ausführung die einzelnen Teile auch eine andere Gestalt haben können, oder daß die angegebenen Mittel, weiche die Empfindlichkeit und leichte Handhabung der Vorrichtung ermöglichen sollen, auch durch andere Hülfsmittel der Präzisionstechnik ersetzt werden können. Die Vorrichtung könnte z. B. dadurch vereinfacht werden, daß die eine Reihe der Hebelarme b in Fortfall kommt. Ferner könnten die Hebel b so angeordnet sein, daß bei Belastung derselben ein Druck auf den Balken ^ ausgeübt wird, während durch Belastung der Hebel s derselbe gehoben wird.The above description and drawings explain the subject matter of the invention using an example, regardless of the fact that the individual parts may also have a different shape in the execution, or that the specified means, which should enable the sensitivity and easy handling of the device, also by others Aids of precision engineering can be replaced. The device could e.g. B. can be simplified in that the one number of lever arms b is omitted. Furthermore, the levers b could be arranged so that when they are loaded a pressure is exerted on the beam ^, while the lever s is raised by loading the same.

Claims

Patent Claims:

ι. Device for determining the dimensions of building construction parts that are stressed by one or more loads, characterized by a floating beam fc), on which pressure is exerted on the levers resting on it (bb..) , The sizes of which are indicated by a special its ends attached device can be made readable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that levers provided with a scale and barrel weights are attached to the ends of the loaded beam fc) in such a way that the reactions of the loads are read and calculated from the position of the barrel weights serving to compensate for the lever pressures can.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a in the longitudinal direction of the beam (\) in a guide freely movable viewfinder (i) is used to determine the dangerous cross-section, determined by pressing it while moving back and forth the point in which the pressure exerted on the bar (\) by the loaded lever (bb... ) is compensated.

In addition 3 sheets of drawings.