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Vorrichtung zum Bestimmen von Hebelarmen an Drehmomentwaagen Zum Messen
der Drehmomente an Bremseinrichtungen benutzt man Waagen, auf die die Bremskraft
vermitfels eines am Pendelkörper der Bremseinrichtung befestigten Drehmomentenhebels
übertragen wird. Ein besonderer Prüfhebel, mit dem bekannte Prüfmomente erzeugt
werden, dient dabei zum genauen Einjustieren der Meßeinrichtung.
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Derartige Vorrichtungen sind bekannt.
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Da mit einer solchen Waage Drehmomente gemessen werden, muß die Prüfung
der Anlage nicht nur die Belastungen, sondern auch den. wirksamen Hebelarm erfassen.
Eine genaue Längenmessung des Drehmomentenhebels der Bremseinrichtung ist jedoch
nicht oder nur unter großem Zeitaufwand möglich wegen der räumlichen Ausdehnung
des Pendelkörpers der Bremse; häufig besteht der Drehmomentenhebel selbst aus mehreren
zusammengesetzten Teilen.
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Weiterhin muß eine solche Anlage von Zeit zu Zeit nachgeprüft werden,
damit im Betrieb eingetretene Veränderungen der Meßgenauigkeit erkannt und beseitigt
werden. Hierbei müssen auch evtl. eingetretene Änderungen des wirksamen Hebelarmes
durch die Prüfeinrichtung mit erfaßt werden. Es genügt also auch in diesen Fällen
nicht, die Waage durch verschiedene Belastungen zu prüfen, wenn nicht zugleich die
Richtigkeit des wirksamen Hebelarmes ebenfalls nachgeprüft wird. Das Prüfmoment
muß also beide Faktoren des Drehmomentes, nämlich Belastung und Hebelarm, erfassen.
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Durch die Erfindung wird eine besonders einfache Vorrichtung geschaffen,
mit der die Länge des Hebelarmes in einfacher Form und mit außerordentlicher Genauigkeit
bestimmt werden kann. Hierbei wird von dem gebräuchlichen Rechenverfahren Gebrauch
gemacht, nach dem ein nicht der Messung zu. gänglicher Wert aus benachbarten Werten
bei bekannten Zustandsänderungen gewonnen wird.
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Nach der Erfindung ist die Vorrichtung zum Bestimmen von Hebelarmen
an Drehmomentwaagen mit einem am Über setzungs gestänge befestigten Prüfhebel dadurch
gekennzeichnet, daß der Prüfhebel mit zwei Lastausgleichvorrichtungen versehen ist,
deren Hebelarme verschieden groß sind, und daß die Differenz der Hebelarme genau
meßbar
ist so daß vermittels beider Momente der wirksame Heh ei
arm der Drehmoment waage sowie des Prüfhebels bestimmbar ist.
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Es werden also mit dem Prüfhebel zffei Prüfmomente mit verschiedenen
Hebelarmen erzeugt, wobei die Differenz dieser Hebelarme bekannt und genau meßbar
ist. Aus beiden Wägungen, bei denen die Waage als Anzeigevorrichtung dient, wird
der vorhandene Hebelarm auf Grund der Momentengleicllungen bestimmt und, wenn erforderlich,
nachgestellt.
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Die Erfindung wird dadurch weiter ausgestaltet, daß an beiden Lastausgleichvorrichtungen
Momente erzeugt werden, die für das Sollmaß des zu messenden Hebelarmes einander
gleich sind. Bei richtiger Hebellänge zeigt- dann die Waage in beiden Fällen denselben
Wert an, während bei unrichtigem Hebelarm die Differenz der beiden Ablesungen eine
besonders einfache Ermittlung des Hebelfehlers gestattet, so daß der Prüfhebel dementsprechend
sofort auf den richtigen Hebelarm eingestellt werden kann. Nachdem nun die Hebellänge
richtig gestellt ist, wird die Drehmomentwaage mit dem Prüfhebel in bekannter Weise
mit verschiedenen Prüf momenten belastet und einjustiert. Die Vorrichtung ermöglicht
die Hebellänge mit dem zur Prüfung sowieso erforderlichen Prüfhebel auf einfache
Weise, nämlich vermittels zweier Wägungen, zu bestimmen und vor der eigentlichen
Prüfung der Waage richtig einzustellen.
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Es wird dadurch weiter ermöglicht, einen Prüfhebel für eine Reihe
von Prüfständen zu benutzen.
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Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt.
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Abb. I zeigt eine gewöhnliche Bremse in Verbindung mit der einfachsten
Ausführungsform des Erfindungsgedankens.
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Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens
in Verbindung mit einer Bremse, die in beiden Drehrichtungen wirkt.
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- Das Gehäuse der Leistungsbremse a, die als Flüssigkeits- oder als
Reibungsbremse ausgebildet sein kann, ist mit einem Arm b versehen, der das von
der Bremse abgebremste Drehmoment über seine Schneide c und ein licht dargestelltes
Gehänge auf die Auswiegevorrichtung d überträgt, an der damit das Drehmoment des
abgebremsten Motors abgelesen werden kann.
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Die Länge des Armes b in bezug auf seine -mit der Drehachse e des
Gehäuses a zusammenfallende Drehachse ist mit x bezeichnet.
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Diese Länge ist, wie eingangs erläutert, in der Praxis nur schwer
mit der erforderlichen Ge nauigkeit bestimmbar. Zur genauen Bestimmung derselben
wird an dem Ende des armes 1) ein Hilfsarm j befestigt, der mit den beiden Schneiden
g und h ausgerüstet ist. rr beiden Schneiden hängen Schalen i und k zur Aufnahme
von Gewichten. Der Hebelarm in bezug auf die Achse, an dem die Schalen angreift,
ist mit x + y, derjenige der Schale i mit x + y + x bezeichnet. Die Länge von d.
h. die Entfernung zwischen den beiden Schneiden und h, läßt sich, da sie in nicht
allzu großer Entfernung voneinander und in einer für die Messung günstigen Lage
zueinander liegen, leicht und mit größter Genauigkeit messen; das gleiche gilt für
den Hebel arms. Ist dies geschehen, dann kann auch der gesuchte Hebelarm x auf folgende
Weise mit ebenso großer Genauigkeit bestimmt werden: Zunächst wird auf die Wiegeschale,
bei spielsweise die Schale i, eine Last 1 gebracht und der Ausschlag der Waage abgelesen.
Sodann wird das Gewichts abgenommen und ein Gewicht B auf die Wiegeschale k gelegt,
bis die Waage wieder den gleichen Ausschlag wie vorher zeigt. Man erhält dann die
beiden Gleichungen A(a-+y+z) = xl B (.S- + y) = X2 worin X das auf die Waage aufgebrachte
Moment bedeutet. Da die Anzeige an der Waage in beiden Fällen gleich war, also X1
X ist, erhält man A(x+y+z) = B (x+y) oder A (y + z)-B.y x B-A In dieser Formel sind
ii, B, y und kann, so daß sich x leicht errechnet.
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Man kann natürlich auch umgekehrt vorgehen, wenn beispielsweise der
Hebelarm x eine ganz bestimmte Sollänge haben muß.
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Man berechnet in diesem Falle die Größe der aufzulegenden Gewichte
A und B bzw. deren Verhältnis zueinander und macht dann die Versuche entsprechend
dem vorhin angegebenen Verfahren. Ergibt die Anzeige der Waage in beiden Fällen
Übereinstimmung, dann hat der Hebel x die richtige Länge. Ist eine Abweichung vorhanden,
dann muß der Hebel nachgearbeitet werden, und zwar mn so mehr, je größer die Abweichung
ist.
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Neben den beschriebenen Möglichkeiten kann man auch die beiden Gewichte
A und 5 gleich groß wählen oder in einem beliebigen Verhältnis zueinander. Die Anzeige
der Waage kann sich dann natürlich bei den beiden Kontrollwägungen nicht mehr decken,
sondern siie muß in reinem bestimmten, nach
den gleichen Formeln
errechenbaren Verhältnis zueinander stehen. Auch bei dieser Ausführungsform des
Meßverfahrens ist es möglich, entweder die tatsächliche Länge des gesuchten H,ebelarmes
oder aus Abweichungen der Anzeige die Abweichungen des Hebels von einem Sollmaß
zu bestimmen.
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Eine der beiden Hilfsschalen i oder k kann anschließend an die beschriebenen
Versuche dazu benutzt werden, um die Waage einzujustieren, sofern dies noch nicht
geschehen sein sollte.
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Zur Belastung des Hilfshebels können an Stelle der beiden Wiegeschalen
auch beliebige andere Belastungseinrichtungen verwendet werden; beispielsweise kann
die Belastung durch ein Laufgewicht erfolgen, wie dies in Abb. 2 dargestellt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Übertragung des Bremse momentes auf die Waage
etwas anders als in dem vorher beschriebenen Beispiel, doch könnte die Belastung
des Hilfshebels durch ein Laufgewicht auch an einer Bremse nach Abb. I verwendet
werden. In Abb. 2 ist die Bremse 1, deren Gehäuse um die Achsem schwingen kann,
mit einem Arm n versehen, der durch eine Stange o mit einem Zwischenhebel p verbunden
ist. Dieser wirkt auf die Waage q, an der das aufgebrachte Moment an einem Zeiger
oder auf leine andere bei Waagen übliche Art abgelesen werden kann.
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An dem Arm n ist der Hilfshebel r befestigt.
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Er trägt an seinem äußeren Ende die Schneide mit der Wiegeschalet,
außerdem den Balken«, an dem das Laufgewicht v verschoben werden kann. x' sei der
Hebelarm des Angriffspunk tes der Stange 0 in bezug auf die Achslem.
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Mit y' wird die Verschiebung des Laufgewichtes U aus seiner Nullage
bezeichnet.
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Hierbei ist zu beachten, daß das Laufgewichtv durch ein Gegengewicht
derartig austariert ist, daß es in seiner Nullstellung keinen Einfluß, d. h. kein
Moment ausübt. Die Strecke y' würde daher der Entfernung des Laufgewichtes von dem
Angriffspunkt der Stange o entsprechen, wenn es nicht ausgeglichen wäre. z' ist
der Hebelarm, den die Schale t in bezug auf den Angriffspunkt der Stange o besitzt.
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Die Belastung der Schale t sei mit A angenommen und das Gewicht von
v mit B. Dann ergibt sich die Formel A z'-B'y' B-A Da y' und ' bekannt sind und
mit größter Genauigkeit bestimmt werden können, läßt sich wiederum x mit der gleichen
Genauigkeit bestimmen. Außerdem lassen sich auch hierbei alle in Verbindung mit
der Abb'. I beschriebenen Möglichkeiten erreichen.
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Soll die Bremse in beiden Drehrichtungen laufen und scheint es notwendig
zu sein, auch in der anderen Drehrichtung die Maße zu kontrollieren, dann kann entweder
ein weiterer Prüfhebel an der anderen Seite der Bremse angesetzt oder der gleiche
Prüfhebel auf die andere Seite umgesetzt werden. Dieser Prüfhebel ist in der Zeichnung
gleichfalls schematisch dargestellt, und seine einzelnen Teile sind mit r', s, t',
lt' und v' bezeichnet.
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Die Erfindung ist auch in Verbindung mit allen anderen Ausführungsformen
von Bremse sen anwendbar.