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Gerät für nomographische Berechnungen
Nomographie beruht bekanntlich auf der Tat- sache, dass mathematische Gleichungen sich in der Weise auflösen lassen, dass die Werte für die einzelnen veränderlichen Grössen in Form von Skalen, insbesondere logarithmischen Skalen, aufgezeichnet werden und die zueinanderge- hörigen Werte dieser Grössen durch eine angelegte
Gerade oder andere Kennlinien an den Skalen ablesbar sind. Es sind bereits Geräte für nomo- graphische Berechnungen bekannt, die zur Auf- lösung von einfachen Formeln dienen und im wesentlichen aus einer Teilungen tragenden
Grundplatte bestehen, die einen längsverschieb- baren Läufer trägt, auf dem ein Träger für den
Ablesefaden verdrehbar angeordnet ist. Auch ist es bekannt, den Träger des Ablesefadens in
Form einer Kreisscheibe auszubilden.
Je komplizierter die zu lösenden Gleichungen sind, desto schwieriger wird es, sie durch Mittel der erwähnten Art zu beherrschen. Die erfindung- gemässe Vorrichtung ermöglicht es, die Grund- formeln für die Federnberechnung und ähnlich gebaute mathematische Ausdrücke auf nomo- graphischem Wege auszuwerten. Dies wird dadurch erreicht, dass ausser der Verwendung der eingangs erwähnten konstruktiven Behelfe eine oder mehrere der Teilungen auf in der
Grundplatte gleitbar gelagerten Schiebern ange- bracht sind. Mit einem solchen Gerät kann man
Schraubenfedern nach deren Werten für Höchst- belastung, Drahtdurchmesser, Windungsradius und Höchstdurchfederung pro Windung berechnen, wobei die verschiedene Festigkeit des gewählten Werkstoffes als veränderliche Materialkonstante durch verschiebbare Anordnung einer oder mehrerer Skalen berücksichtigt ist.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein solches Gerät zur Berechnung von Federn dargestellt u. zw. zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht, Fig. 2 eine Rückansicht und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1.
In einer ungefähr quadratischen Grundplatte 1 ist längsgleitbar ein rahmenförmiger Läufer 2 gelagert. In diesem Läufer ist eine durchsichtige Scheibe 3 gleitbar und drehbar an den Ecken eingesetzt, die einen Ablesefaden 4 trägt. An der Grundplatte sind ferner zwei Schieber 5 und 6 in Führung gleitbar gelagert. Auf der Platte bzw. den beiden Schiebern sind logarithmische
Teilungen wie folgt aufgezeichnet : An der Ober- kante des Schiebers 5 eine Teilung A für maximale
Federbelastung in kg von 0-05 bis 1000 kg, an der unteren Kante des Schiebers 5 rechts aussen eine kleine Skala B für Festigkeitswerte des verwendeten Drahtmaterials von 30 bis 150 kg pro mm2. An der Grundplatte längs der unteren
Kante des Schiebers 5 eine Teilung C für den
Drahtdurchmesser in Millimeter von 0-1 bis 25mm.
Ungefähr in der Mitte der Grundplatte eine
Teilung D für den Windungsradius der Schrauben- feder in Millimeter von 0-5 bis 100 mm, an der
Grundplatte gegenüber der Oberkante des Schie- bers 6 rechts aussen eine Teilung E für die
Festigkeitswerte des Materials in kg pro mm2 von
30 bis 150 kg pro mm2 mit im Gegensatz zu den übrigen Skalen nach links ansteigenden Werten, und an der Oberkante des Schiebers 6 eine
Teilung F für die maximale Durchfederung pro
Windung in Millimetern von 0-1 bis 25 mm.
Mit Hilfe eines derartigen Gerätes lassen sich die für die Berechnung von Schraubenfedern in Betracht kommenden Werte in einfachster Weise ermitteln, während man bisher diese Werte mühsam aus einer Reihe von Tabellen heraussuchen musste. Zum Verständnis der Wirkungsweise sei nachfolgendes Rechenbeispiel angeführt :
Es sei aus einem Drahtmaterial mit einem Festigkeitswert von Kd = 50kg pro mm2 eine Schraubenfeder zu berechnen, die maximal mit 100 kg belastbar ist und deren Drahtdurchmesser 4 mm beträgt. Man stellt hiezu den Wert 50 der Teilung B auf den gegenüberliegenden Merkstrich Kd ein, womit diese Materialkonstante berücksichtigt ist. Nun verschiebt und verdreht man den Läufer 2 bzw. die Scheibe 3 so lange bis der Ablesefaden 4 den Wert 100 auf der Teilung A und den Wert 4 auf der Teilung C verbindet.
In dieser Lage ergibt sich durch Ablesung auf der Teilung D ein Windungsradius von 6 mm und, wenn der Wert 50 der Teilung E auf dem gegen- überliegenden Merkstrich Kd eingestellt ist, eine Maximaldurchfederung pro Windung von 0-7 mm durch Ablesung auf der Teilung F. In gleichartiger Weise können alle derartigen Aufgaben gelöst werden.
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Es ist klar, dass es grundsätzlich gleichgültig ist, welche Aufgaben zu lösen sind, das Gerät kann vielmehr für Berechnungen jeder Art auf beliebigen technischen Gebieten hergestellt und dann für alle Zwecke verwendet werden, die der nomographischen Auflösung überhaupt zugänglich sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gerät für nomographische Berechnungen mit einer Teilungen tragenden Grundplatte, die einen längsverschiebbaren Läufer trägt, auf dem ein Träger für den Ablesefaden verdrehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Teilungen (A, B, F) auf in der Grundplatte (1) gleitbar gelagerten Schiebern (5, 6) angebracht sind.