DE175914C

DE175914C -

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Publication number: DE175914C
Application number: DENDAT175914D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 175914 KLASSE 42 Ie. GRUPPE

Das vorliegende Dynamometer dient zum Messen von Zug- und Schubkräften, die fortwährenden größeren oder geringeren Schwankungen unterworfen sind, wie solche

z. B. bei der Untersuchung des Widerstandes von bewegten Schiffsmodellen und der Zugkraft von in Drehung versetzten Schiffsschraubenmodellen auftreten. Die Kraft wird als Summe oder Differenz zweier Belastungen

ίο gemessen, von denen die eine eine bestimmte bekannte unveränderliche Größe besitzt, während die andere jeweils den Überschuß der Kraft über diese Größe bezw. den Überschuß der unveränderlichen Belastung über die Kraft hinaus darstellt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in jedem Augenblick die Zusatzbelastung den Kraftschwankungen entsprechend selbsttätig vergrößert bezw. verkleinert wird und ihre Größe sich selbsttätig registriert, wobei dem die Kraft ausübenden Gegenstande nur eine ganz bestimmte, sehr geringe Relativbewegung gegen das Dynamometer gestattet ist. Die unveränderliche Kraft wird mittels einer gewöhnlichen Hebelwage mit Gewichtsbelastung gemessen, die veränderliche Kraft wird in an sich bekannter Weise von einer Feder aufgenommen und durch die Dehnung dieser Feder gemessen. Um der Kraft nur eine ganz geringe Bewegung gegen das Dynamometer zu gestatten, wird ferner, wie ebenfalls an sich bekannt, demjenigen Ende der Feder, an dem die Kraft angreift, nur eine ganz geringe Bewegung gestattet und werden die den Kraftschwankungen entsprechenden Spannungs- bezw. Längenänderungen der Feder durch entsprechende Bewegung ihres anderen Endes bewirkt. Diese Bewegung geschieht in der üblichen Weise durch eine auf elektromotorischem Wege umsteuerbar angetriebene Schraube, deren Drehung, je nachdem die Kraft wächst oder abnimmt, in der einen oder anderen Richtung erfolgt. Es ist bereits ein Apparat bekannt geworden, bei dem die Verschraubung mittels eines ununterbrochen in einer Richtung umlaufenden Motors bewirkt wird, unter Einschaltung eines Wendegetriebes. Man hat mit dem vorderen Ende der Feder ein Kontaktstück verbunden, das mit ganz geringem Spielraum zwischen zwei festen Kontakten angeordnet ist und das, je nachdem es mit dem einen oder anderen Kontakt in Berührung tritt, einen von zwei Stromkreisen schließt, durch deren Wirkung in entsprechenden Elektromagneten das Wendegetriebe derart gesteuert wird, daß die Schraube in der einen oder anderen Richtung umläuft. Hiervon abweichend wird bei dem vorliegenden Apparat der Motor selbst durch Umkehrung der Stromrichtung umgesteuert. Hieraus und aus dem Umstände, daß die bewegten Teile sehr leicht sein können, da nur der kleinere Teil der Kraft durch die Feder gemessen wird, ergibt sich der Vorteil, daß der Apparat eine bisher

unerreichte Empfindlichkeit besitzt. Versuche haben io bis 15 Umsteuerungen in der Sekunde ergeben.

Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 und 2 Ausführungsformen des Dynamometers in schematischer ■ Darstellung.

Die zu messende Kraft ρ greift an dem unteren Ende eines senkrecht angeordneten gleicharmigen Hebels α an. Auf das obere Ende wirkt der senkrechte Arm b¹ eines vollständig ausgeglichenen dreiarmigen, als Wagebalken dienenden Hebels b, dessen einer wagerechter Arm b² die dem größeren Teile der Kraft ρ das Gleichgewicht haltende Be-

i*5 lastung / aufnimmt. An dem oberen Ende des Hebels α greift ferner die Spannung einer Federe an, die fortwährend derart geregelt wird, daß die Summe der Belastung I des Wagebalkens b und der Spannung der Feder c der Kraft ρ entspricht. Diese Regelung vollzieht sich in der folgenden Weise: Das dem Hebel α abgewendete Ende der Feder c ist mit einer Schraubenspindel h verbunden, die durch in der einen oder anderen Richtung erfolgende Drehung einer mit einem umsteuerbaren Elektromotor f direkt gekuppelten Büchse g in ihrer Längsrichtung hin- und herverschoben werden kann. Dabei wird die Drehung und damit die Spannung der Feder vergrößert oder verkleinert, da dem vorderen Ende der Feder nur eine ganz bestimmte kleine Bewegung gestattet wird. Das Ende des Hebels α trägt zu diesem Zweck einen Anschlag e, der zwisehen zwei einstellbaren festen Anschlägen d, d¹ liegt, so daß der Hebel α nur zwischen den Anschlägen d, d¹ hin- und herschwingen kann. Die Anschläge d, d¹ und e sind als Kontakte zum Schließen der beiden Stromkreise des Elektromotors für Vor- und Rückwärtsgang ausgebildet. Je nachdem der eine oder andere Kontakt geschlossen ist, läuft der Motor in der einen oder anderen Richtung um, bei der Zwischenstellung, in der ein Kontakt nicht stattfindet, steht der Motor still. Der Ausschlag zwischen den Anschlägen soll nur den Bruchteil eines Millimeters betragen, einmal, um die Empfindlichkeit der Messungen möglichst groß zu machen, dann aber auch deshalb, um das Dynamometer und den die zu messende Kraft ausübenden Körper in möglichst vollkommener Ruhe zu erhalten. Es ist dies besonders bei den bekannten Schleppversuchen zur Messung des Widerstandes von bewegten Schiffsmodellen und der Zugkraft von in Drehung versetzten Schiffsschraubenmodellen von Wichtigkeit, wobei das Schiffsmodell mittels des Hebels a durch einen das Dynamometer tragenden, über dem Versuchskanal entlang fahrenden Wagen geschleppt wird; die geringe Ausschlagbegrenzung des Hebels α macht es nun möglich, das Modell an jeder Geschwindigkeitsänderung des Schleppwagens sofort teilnehmen zu lassen, und verhindert ein Hineinlaufen des Modelies in die an einer besonderen Vorrichtung hinter ihm gelagerten und mit ihm bewegten Schraubenmodelle.

Die veränderliche Spannung der Feder wird auf einem beispielsweise auf einer Walze i angeordneten Registrierstreifen aufgezeichnet. Jedes Ende der Feder ist mit einem Schreibstift verbunden, damit auch die geringen Bewegungen des vorderen Endes der Feder zwecks Erhöhung der Genauigkeit der Anzeige berücksichtigt werden. In jedem Zeitpunkt ist die' Spannung der Feder proportional der Entfernung der beiden durch die Schreibstifte in diesem Zeitpunkt aufgezeichneten Punkte.

Der Wagebalken b³ wird zum Tarieren der Feder c benutzt, die zu diesem Zwecke mit dem Arme b¹ auf Zug verbunden werden muß.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Herstellung einer besonderen Verbindung auf Zug zum Zwecke des Tarierens der Feder nicht erforderlich. Der Arm b¹ des Wagebalkens b umfaßt das obere Ende des Hebels α mittels einer Gabel, deren Schenkel an ihren Innenseiten je eine Schneide r bezw. s tragen. Die Zugstange der Feder c umfaßt ebenfalls gabelförmig den Arm b¹ und ist wie bei Fig. 1 mit dem oberen Ende des Hebels α verbunden. Wird der Arm b² der Wage b belastet, wie dies zum Zwecke des Tarierens der Feder geschehen muß, so legt sich die Schneide r gegen den Hebel a, bei Belastung des Armes b^s die Schneide s. Durch diese Anordnung ist auch die Möglichkeit geboten, eine Kraft, die am Hebel α umgekehrt angreift, wie bei Fig. 1 angenommen, als Differenz einer konstanten und einer veränderlichen Belastung zu messen, indem man an den Wagebalken b'² ein Gewicht / anhängt, das größer ist als die zu messende Kraft.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Dynamometer zum Bestimmen veränderlicher Zug- und Schubkräfte mittels Wagebalkens durch Messen der Summe oder Differenz einer bestimmten unveränderlichen Hauptbelastung und einer veränderlichen Zusatzbelastung, dadurch gekennzeichnet, daß die am anderen Ende des Wagebalkens wirkende Zusatzbelastung sich in jedem Augenblick in bezug auf ihre Größe selbsttätig einstellt, wobei dem die Kraft ausübenden Gegenstande nur eine bestimmte, ganz geringe Relativ-

bewegung gegen das Dynamometer gestattet ist.
2. Dynamometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die unveränderliche Belastung in Form von Gewichten (I) an einem Wagebalken wirkt, während die veränderliche Zusatzbelastung durch die mehr oder weniger große Spannung einer Feder (c) gebildet wird, die in bekannter Weise durch einen bei Schwankungen der zu messenden Kraft in Wirkung tretenden, eine Schraube (Ji) mittels einer Büchse (g) in der einen oder anderen Richtung bewegenden Elektromotor (f) gespannt bezw. entspannt wird.
3. Dynamometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (f) durch Schließen des einen von zwei Kontakten (d, d^l) durch den Dynamometerhebel (a) in der einen oder anderen Richtung in Umlauf gesetzt wird.
4. Dynamometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungen beider Federenden aufgezeichnet werden, um den geringen Schwankungen des Dynamometerhebels Rechnung zu tragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.