DE32683C - Arbeitsmesser - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT. \4

Der vorliegende Apparat dient zum Registriren und Anzeigen der Kraft von Dampfmaschinen und zum Bestimmen der von ihnen geleisteten Arbeit ,und zu ähnlichen Zwecken.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist der einen einfachen und wirksamen Dampfkraftmesser oder einen continuirlich wirkenden Indicator herzustellen.

Fig. ι ist, eine Draufsicht desselben, wobei einzelne Theile entfernt sind.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie x-x, Fig. i, und

Fig. 3 ein Schnitt nach der Liniey-y, Fig. 2.

A ist ein kleiner, doppelt wirkender Cylinder, dessen Enden durch die Rohre α a^l mit den entsprechenden Enden des Cylinders der Dampfmaschine verbunden sind, d. h. es ist das obere Ende des Cylinders A mit dem oberen Ende des Dampfcylinders und das untere Ende des Dampfcylinders mit dem unteren Ende des Cylinders A verbunden. B ist ein Kolben, der in den Cylinder A hineinpafst und mit der Kolbenstange S¹ versehen ist. Diese Kolbenstange reicht in ein Gehäuse C und wird in ihrer Bewegung durch eine Feder D regulirt oder controlirt, welche den Hub des Kolbens B vor die Mitte des Cylinders A nach beiden Seiten hin auf eine dem Dampfdruck proportionale Strecke begrenzt. Die Feder ist an einem Ende des Gehäuses C oder auf einer Kappe C\ die auf das Gehäuse aufgeschraubt ist, festgemacht.

Eine cylindrische Walze E ist mit der Kolbenstange B¹ durch die folgenden Theile verbunden : Eine Welle F wird von den Armen G getragen, die an der Welle H befestigt sind, welche ihrerseits in Lagern H¹ läuft. Ein gegabelter Arm I ist auf der Welle F befestigt und durch die Stangen / mit dem Querkopf K verbunden, der auf der Kolbenstange S¹ befestigt ist. Zwei längere Arme L sind gleichfalls auf der Welle F befestigt und tragen die bereits erwähnte Walze E. Es kann aber auch die Walze E in anderer Weise mit der Kolbenstange B¹ so verbunden sein, dafs sie sich parallel zu ihrer Anfangslage in einer zur Kolbenstange senkrechten Ebene und ebenso in einer zur Kolbenstange ganz oder nahezu parallelen Ebene bewegen kann, wobei die Geschwindigkeit der letzteren Bewegung in einem bestimmten Verhältnifs zu der Kolbenstange steht. Die Oberfläche dieser Walze ist entweder mit kleinen Zähnen besetzt, ähnlich jenen, welche die Walzen einer WoIl- oder Baumwollkratze bedecken; statt dessen kann die Walze auch mit senkrecht zur Achse gestellten umlaufenden Nuthen versehen oder auch in anderer Weise rauh gemacht sein; der Zweck hiervon wird weiter unten ersichtlich.

M ist eine Trommel in Gestalt einer Zone eines Rotationskörpers, der durch Drehung der einen Hälfte einer Hyperbel oder eines Hyperbelastes um eine der Asymptoten entsteht.

Diese Trommel oder Walze läuft in passenden Lagern in einem Rahmen N, der auf den Führungsstangen O O¹ verschiebbar ist. Letztere sind zu einander und zur Achse der Walze E parallel, in welcher Lage sich die

letztere immer befinden mag. Die Oberfläche der Trommel M ist ebenso wie die Walze E mit Zähnen besetzt oder mit Längsnuthen versehen, welche genau oder nahezu denselben Abstand von einander haben wie die Nuthen auf der Walze E, oder ist in änderer Weise rauh gemacht, so dafs die Reibung zwischen der Walze E und der Trommel M erhöht wird.

Wie ersichtlich, steht die Ebene,· in der die Achse der Trommel M und der Berührungspunkt der letzteren mit der Walze E liegen, stets rechtwinklig zur Walzenachse. Die Walze wird durch die auf die Verbindungsstangen G einwirkenden Federn P beständig gegen die Trommel angedrückt, so dafs also Walze und Trommelkonoid stets in Eingriff oder Reibungscontact mit einander sind.

Wenn demnach der Rahmen N, welcher die Trommel M trägt, längs der Führungsstangen O O¹ hin- und herbewegt wird, so wird der Trommel eine drehende Bewegung mitgetheilt, deren Richtung der Richtung der Rahmenbewegung entspricht und deren Gröfse von der Stellung der Walze E gegen die Trommel abhängt.

Auf den Rahmen N, der die Trommel trägt, wird durch den Querkopf oder einen anderen passenden Theil der Dampfmaschine eine hin- und hergehende Bewegung übermittelt, so dais die Trommel, die mit der Walze E in Berührung steht, während des Hinganges des Maschinenkolbens in der einen Richtung, während des Rückganges des Kolbens aber in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

Unter normalen Verhältnissen ruht der Indicatorkolben B ungefähr in der Mitte seines Cylinders A, die seine Bewegung controlirende Feder D ist aufser Thätigkeit und die Walze E befindet sich in Contact mit dem Mittelpunkte des Trommelkonoids, ähnlich wie dargestellt. Auf der Trommelachse ist die Schnecke O aufgekeilt, die mit dem langen, im Gehäuse gelagerten Schneckengetriebe R in Eingriff steht, welches durch die Welle £ (mit deren Zahnrädern) und entsprechende Getriebe mit Zeigern und Gradeintheilungen eines beliebigen, am Gehäuse sitzenden Zählwerkes verbunden ist. Die Zähne des Getriebes R sind ein wenig geschränkt; die Schränkung ist der Zahntheilung auf eine dem Umfange des mittleren Theiles der Trommel entsprechende Länge gleich, so dafs beim Andrücken der Walze E gegen die Trommelmitte keinerlei Bewegung auf das Getriebe R durch irgend welche Bewegung des Rahmens N übermittelt wird, da die Gewindegänge der Schnecke Q in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen von R nur hin- und hergleiten. Es sei beispielsweise angenommen, die Trommel mache bei einem vollständigen Hube genau eine Umdrehung, wenn die Walze auf Null steht; dann müssen die Zähne des langen Getriebes R um die Länge eines Zahnes in der von der Trommel durchlaufenen Bahnlänge spiralförmig geneigt sein. Wenn dagegen der Dampf auf den Kolben einwirkt, so wird die Walze zunächst auf das eine und dann auf das andere Trommelende zu bewegt, indem die.Länge jeder Bewegung vom Nullstrich ab dem Dampfdrucke proportional ist. Angenommen, die Trommel durchlaufe ihre Bahn, wenn die Walze auf Null steht, so würde das Getriebe um eine Zahnlänge nach vor- und rückwärts vibriren, ohne beständig irgend eine Bewegung zu registriren. Es sei ferner angenommen, die Trommel durchlaufe ihre Bahn in Fig. ι von links nach rechts und die Walze bewege sich unter der Einwirkung des Dampfdruckes auf das kleinere Trommelende zu, dann wird, wie ersichtlich, die Trommel sich rascher drehen, als wenn die Walze bei Null ist, wobei diese Beschleunigung dem Dampfdrucke proportional ist. Da die Schnecke Q. am Getriebe R entlang gleitet, so wird letzteres in der einen Richtung um eine Entfernung gedreht, die der beschleunigten Geschwindigkeit der Trommelumdrehung proportional ist, so dafs, wie ersichtlich, die Bewegung des Getriebes R im Verhältnifs mit der mit der Querbewegung der Trommel multiplicirten Bewegung der Walze, d. h. mit Druck multiplicirt mit Geschwindigkeit, steht und demgemäfs die Arbeit der Maschine während eines Hubes repräsentirt. Beim Beginn des Rückganges des Maschinenkolbens bewegt der Dampfdruck die Walze vom Nullpunkt auf das gröfsere Ende der Trommel zu, welche sich dann in einer der vorbeschriebenen Querbewegung entgegengesetzten Richtung zurückbewegt. Wie ersichtlich, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel verringert und das Getriebe R wieder in derselben Richtung gedreht, wobei die Bewegung wiederum der von der Maschine geleisteten Arbeit proportional ist.
• Damit die Unterschiede der auf die Trommel M während eines gewissen und beständigen Theiles der Bewegung derselben an der Fläche der cylindrischen Walze entlang übermittelten Winkelbewegung den entsprechenden Unterschieden in dem auf den Kolben wirkenden Druck proportional seien, mufs die Trommel die Form eines Rotationskörpers haben, den man, wie vorbeschrieben, durch Drehung eines Hyperbelastes oder der einen Hyperbelhälfte um eine ihrer Asymptoten erhält.

Der Apparat kann auch beispielsweise dahin modificirt werden, dafs die Achse der Trommel M festliegt, statt sich hin- und herzubewegen; dagegen kann dann die Walze E auf der Trommel bewegt werden, und zwar entweder direct durch den Indicatorkolben oder

durch damit verbundene Stangen und Hebel; gleichzeitig aber mufs dann die Walze auch quer über die Trommel bewegt werden, was durch den Querkopf der Maschine veranlafst wird.

Auch könnte die Trommel M auf der Indicatorkolbenstange angebracht sein oder sich mit ihr bewegen, während die Walze E durch den Maschinenquerkopf quer über die Trommel gezogen wird.

Es kann eventuell auch eine Modification des Apparates als Dynamometer für Zug- oder Drehkräfte oder unter entsprechender weiterer Modification zum Messen unregelmäfsig begrenzter Flächen oder als Planimeter benutzt werden.

Anstatt mit Zähnen kann auch die eine der Druckflächen nur mit einer gerauhten Oberfläche construirt sein, an welcher die Zähne der anderen Oberfläche angreifen können, doch mufs in diesem Falle das gerauhte Material der ersteren genannten Oberfläche genügend zäh sein, um ein Abreiben zu verhindern.

Es bedarf wohl keiner besonderen Erwähnung, dafs dieser neue Apparat auch zum Messen der von anderen Flüssigkeiten geleisteten Arbeit mit gleichem Vortheil verwendet werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Arbeitsmesser, bei welchem eine geradlinig und dem Kraftweg proportional hin-und herbewegte konusartige Trommel an einer cylindrischen Walze in der Richtung der Walzenachse sich abwälzt und die Walze an einem dem zu messenden Widerstände entsprechenden Durchmesser der Trommel eingestellt wird, derart, dafs aus der sich hierdurch ergebenden Veränderung des Trommeldrehwinkels die Bewegung eines totalisirenden Zählwerkes abgeleitet werden kann.

   Hierzu ι Blatt ,Zeichnungen.