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Messeinrichtung.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine weitere Ausbildung der durch das Patent Nr. 94777 geschützten Messeinrichtung, u. zw. wird der gleiche Grundsatz wie beim Stammpatent statt zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, auf welchem die Einrichtung befestigt ist, zur Messung indizierter Arbeit einer Kolbenmaschine, z. B. einer Dampf-oder Verbrennungskraftmaschine, eines Kompressors od. dgl. verwendet. Bei der Messeinrichtung nach dem Stammpatent wirken zwei unter dem Einfluss von auf die Messeinrichtung wirkenden Stössen stehende Bremsvorrichtungen auf je eine Welle eines Differen- tialgetriebes.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die Bremsvorrichtungen durch den Druck im Innern des Zylinders einer Kraft-oder Arbeitsmaschine betätigt, während die beiden Wellen des Differentialgetriebes ihren Antrieb von den bewegten Teilen der Kraft-oder Arbeitsmaschine erhalten, statt, wie beim Stammpatente, durch ein Uhrwerk od. dgl. angetrieben zu werden.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Messeinrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 in Ansicht von links gegen die Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2 und Fig. 4 eine Stirnansicht von rechts gegen die Fig. 1. Fig. 5 zeigt die Anordnung der Messeinrichtung an einer zu messenden Kraft-bzw. Arbeitsmaschine in kleinerem Massstabe.
Um das Rad 2 ist eine Schnur la gewunden, welche mit ihrem andern Ende am Kolben oder an einem damit festverbundenen Teil der zu messenden Kraft-bzw. Arbeitsmaschine (Kreuzkopf od. dgl.) befestigt ist. Bei der Bewegung des Kolbens in der Richtung des Pfeiles p (Fig. 2) dreht sich das Rad 2 in der Richtung des Pfeiles d, bei der Bewegung des Kolbens in der entgegengesetzten Richtung wird es durch eine Spiralfeder lob entgegengesetzt zurückgedreht. Der Umfangsweg des Rades 2 ist daher immer gleich dem Kolbenwege, vorausgesetzt, dass die Spannung der Spiralfeder so gross ist, dass die Schnurr niemals schlaff durchhängt.
Die veränderlichen Kräfte, welche die Bremsbacken gegen die Wellen 7 und 8 des Differentialgetriebes drücken, werden entsprechend dem Zwecke der Messeinrichtung durch den Druck des im Zylinder der Kraft-bzw. Arbeitsmaschine befindlichen Mittels (Dampf, Gas od. dgl.) ausgeÜbt. Der Druck wird auf folgende Weise übertragen : Der Indikatorstutzen 29 des Maschinenzylinders ist durch eine federnde Platte 28 abgeschlossen, gegen welche sich eine Stange 27 stützt. Mit ihrem anderen Ende ist die Stange 27 mittels eines Bolzens 26 an der Kurbel 25 befestigt, welche fest aufgekeilt an der Achse 24 sitzt, auf welcher die Arme 22 und'23 aufgekeilt und mittels der Bolzen 20 bzw. 21 mit den Bremsbacken-M bzw. 17 verbunden sind.
Der jeweilige im Zylinder herrschende Druck des Mittels wird durch die federnde Membran 2S auf die Stange 27 übertragen und dadurch ein Drehmoment auf die Achse 24 ausgeübt. Dieses wirkt je zur Hälfte auf die bei den Arme 22 und 23 und bewirkt dadurch eine Verminderung der Druckkraft der Feder 14 auf den Bremsklotz 16 bzw. eine Vergrösserung der Druckkraft der Feder 15 auf den Bremsklotz 17.
Die weitere Wirkungsweise der Messeinrichtung ist übereinstimmend mit jener des Geschwindigkeitsmessers nach dem Patente Nr. 94777. Als Anzeigevorrichtung kann das im Patent Nu'100168 angegebene Rädergetriebe benützt werden, welches dem Wesen nach darin besteht, dass die beiden axial *) Erstes Zuaa. tzpatent Nr. 100168.
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ineinander gelagerten Wellen 7, 8 des Differentialgetriebes je ein Zahnrad 9, 10 mit Aussengewinde bzw. Innengewinde tragen, in welche ein drittes Zahnrad 11 greift. Dieses Zahnrad 11 ist frei drehbar an einem
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zahl umlaufen, der das dritte Zahnrad 11 tragende Arm 18 mit der Umdrehungszahl der beiden Wellen sich mitdreht.
Laufen die Wellen 7 und 8 aber mit verschiedener Geschwindigkeit um, so wird das Zahnrad 11 um seine Achse 12 verdreht, wobei die Anzahl der Umdrehungen dieses Zahnrades proportional der zu messenden Geschwindigkeit ist. Das dritte Zahnrad 11 trägt an seiner Achse 12 ein weiteres Zahnrad, das ein Zählwerk betätigen kann, um den Messbereich zu vergrössern. An Stelle dieser Anzeigevorrichtung, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele Verwendung findet, können aber auch andere Anzeigevorrichtungen beliebiger Art zur Anwendung gebracht werden, beispielsweise auch elektrische Übertragungen od. dgl.
Je grösser der Druck im Zylinder ist, umso grösser wird auch der Unterschied in der Umdrehungszahl der Wellen 7 und 8. Je grösser jedoch diese ist, um so grösser wird auch die Geschwindigkeit sein, mit der sich das Zahnrad 11 in bezug auf die Mttellinie a-b (Fig. 3) dreht. Es ist sohin diese Geschwindigkeit ein Massstab für den Druck, der im Zylinder herrscht. Je grösser der Kolbenweg ist, während welchem dieser Druck herrscht, umso länger wird diese Geschwindigkeit dauern und um so grösser wird auch die Anzahl der Umdrehungen sein, die durch das Zahnrad 11 im ganzen zurückgelegt werden.
Da die indizierte Arbeit, welche durch den Kolben geleistet wird, aber gleich ist Kolbenweg mal Druck auf die Kolbenfläche, so ist die Anzahl der im ganzen zurückgelegten Umdrehungen des Rades 11 auch ein Mass für die indizierte Arbeit, die im Zylinder der Maschine verrichtet wurde. Während des Ausdehnungshubes der Maschine dreht sich das Rad 11 in der einen Richtung, während es beim Verdichtungshub in der andern Richtung gedreht wird. Die Verdichtungsarbeit wird also von der Ausdehnungsarbeit abgezogen und dadurch bei einer Umdrehung der Maschine die Nutzarbeit während dieser Umdrehung verzeichnet.
Die Messeinrichtung erfüllt also in der Hinsicht, dass die indizierte Arbeit einer Kolbenkraft-oder Arbeitsmaschine bestimmt werden kann, dieselbe Aufgabe, wie ein Indikator der bekannten Ausführungsarten. Der Unterschied liegt jedoch darin, dass mittels eines Indikators nur während weniger Umdrehungen die indizierte Arbeit gemessen werden kann, während mittels des vorliegenden Arbeitsmessers dies andauernd, die ganze Betriebszeit der Maschine hindurch, geschehen kann. Der Zweck des vorliegenden Arbeitsmessers liegt in der ständigen Betriebskontrolle und es können aus den Ergebnissen, die er liefert, wertvolle Schlüsse gezogen werden, wovon beispielsweise nur die Nachprüfung des Brennstoffverbrauches als abhängig von der geieisteten Arbeit genannt werden möge.
Nachdem sich die indizierte Arbeit einer Kolbenmaschine aus der Formel :
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berechnet, wobei P der Druck auf den Kolben der Maschine und d s ein unendlich kleiner Weg des Kolbens ist, kann der Arbeitsmesser auch, wie ohne weiteres einzusehen ist, zur Messung aller Grössen herangezogen werden, die sich nach der allgemeinen Formel
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berechnen. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass die Druckverminderung bzw. Druckvergrösserung der Bremsbacken auf die dazugehörigen Wellen proportional der Grösse Y ist und ebenso der Umfangsweg des Antriebsrades 2 in jedem unendlich kleinen Zeitabschnitte proportional ist der Grösse d Z. Die vom Zahnrad 11 insgesamt zurückgelegten Umdrehungen sind dann ein Mass für die gesuchte Grösse X.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messeinrichtung nach Patent Nr. 94777, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtungen durch den Druck im Innern des Zylinders einer Kraft-bzw. Arbeitsmaschine betätigt werden, während die beiden Wellen des Differentialgetriebes ihren Antrieb von den bewegten Teilen der Kraft-bzw. Arbeitsmaschine erhalten, zum Zwecke die indizierte Arbeit einer Kraft-bzw. Arbeitsmaschine messen zu können.
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Measuring device.
The subject of the invention is a further embodiment of the measuring device protected by patent no. 94777, u. Zw. The same principle as in the parent patent instead of measuring the speed of a vehicle on which the device is attached, is used to measure the indicated work of a piston engine, e.g. B. a steam or internal combustion engine, a compressor od. Like. Used. In the measuring device according to the parent patent, two braking devices, which are under the influence of shocks acting on the measuring device, each act on a shaft of a differential gear.
According to the present invention, the braking devices are actuated by the pressure inside the cylinder of a power or work machine, while the two shafts of the differential gear get their drive from the moving parts of the power or work machine, instead of, as in the parent patent, by a clockwork or . Like. To be driven.
An example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
1 shows the measuring device in longitudinal section, FIG. 2 shows a view from the left against FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line AB in FIG. 2 and FIG. 4 shows an end view from the right against FIG. 1 5 shows the arrangement of the measuring device on a force or force to be measured. Working machine on a smaller scale.
A cord la is wound around the wheel 2, the other end of which is attached to the piston or to a part of the force or force to be measured that is firmly connected to it. Working machine (cross head or the like.) Is attached. When the piston moves in the direction of the arrow p (Fig. 2), the wheel 2 rotates in the direction of the arrow d, when the piston moves in the opposite direction, it is rotated back in the opposite direction by a spiral spring lob. The circumferential travel of the wheel 2 is therefore always the same as the piston travel, provided that the tension of the spiral spring is so great that the cord never sags slack.
The variable forces, which press the brake shoes against the shafts 7 and 8 of the differential gear, are determined by the pressure of the force or force in the cylinder according to the purpose of the measuring device. Work machine located means (steam, gas or the like.) Exercised. The pressure is transmitted in the following way: The indicator connector 29 of the machine cylinder is closed by a resilient plate 28 against which a rod 27 is supported. At its other end, the rod 27 is fastened by means of a bolt 26 to the crank 25, which is firmly wedged on the axis 24 on which the arms 22 and 23 are wedged and by means of the bolts 20 and 21 with the brake shoes-M or 17 are connected.
The respective pressure of the medium prevailing in the cylinder is transmitted to the rod 27 through the resilient membrane 2S and a torque is thereby exerted on the axle 24. Half of this acts on each of the arms 22 and 23, thereby reducing the compressive force of the spring 14 on the brake pad 16 and increasing the compressive force of the spring 15 on the brake pad 17.
The further mode of operation of the measuring device is identical to that of the speedometer according to patent no. 94777. The gear train specified in patent Nu'100168 can be used as a display device, which essentially consists in the fact that the two axially *) First Zuaa. patent no.100168.
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nested shafts 7, 8 of the differential gear each carry a gear 9, 10 with an external thread or internal thread, in which a third gear 11 engages. This gear 11 is freely rotatable on one
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rotate number, the arm 18 carrying the third gear 11 rotates with the number of revolutions of the two shafts.
If the shafts 7 and 8 rotate at different speeds, the gear 11 is rotated about its axis 12, the number of revolutions of this gear being proportional to the speed to be measured. The third gear 11 carries a further gear on its axis 12, which can operate a counter in order to enlarge the measuring range. Instead of this display device, which is used in the illustrated exemplary embodiment, other display devices of any type can also be used, for example electrical transmissions or the like.
The greater the pressure in the cylinder, the greater the difference in the number of revolutions of the shafts 7 and 8. However, the greater this is, the greater the speed at which the gear 11 moves with respect to the center line (Fig. 3) rotates. So this speed is a measure of the pressure that prevails in the cylinder. The greater the piston travel during which this pressure prevails, the longer this speed will last and the greater the number of revolutions that will be covered by the gear 11 as a whole.
Since the indicated work done by the piston is the same as the piston travel times the pressure on the piston surface, the total number of revolutions of the wheel 11 is also a measure of the indicated work done in the cylinder of the machine. During the expansion stroke of the engine, the wheel 11 rotates in one direction, while it is rotated in the other direction on the compression stroke. The compression work is therefore subtracted from the expansion work and the useful work is recorded during one revolution of the machine during this revolution.
The measuring device thus fulfills the same task as an indicator of the known types in the respect that the indicated work of a piston force machine or working machine can be determined. The difference, however, is that by means of an indicator the indicated work can only be measured during a few revolutions, while by means of the present working knife this can be done continuously throughout the entire operating time of the machine. The purpose of this working knife is the constant operational control and valuable conclusions can be drawn from the results it delivers, of which, for example, only the checking of the fuel consumption should be mentioned as depending on the work performed.
After the indexed work of a piston machine is derived from the formula:
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calculated, where P is the pressure on the piston of the machine and d s is an infinitely small path of the piston, the working knife can also, as is readily apparent, be used to measure all variables that are based on the general formula
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to calculate. It only has to be ensured that the pressure reduction or pressure increase of the brake shoes on the associated shafts is proportional to the size Y and also the circumferential travel of the drive wheel 2 in every infinitely small time segment is proportional to the size d Z. are then a measure of the size X you are looking for.
PATENT CLAIMS:
1. Measuring device according to patent no. 94777, characterized in that the braking devices by the pressure inside the cylinder of a force or. Work machine are operated while the two shafts of the differential gear are driven by the moving parts of the power or. Work machine received, for the purpose of the indicated work of a force or. To measure the machine.