AT51507B

AT51507B - Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Verhältniszahl von elektrischen Kräften und Drehmomenten.

Info

Publication number: AT51507B
Authority: AT
Inventors: Carl Tobias
Original assignee: Carl Tobias
Priority date: 1910-06-25
Filing date: 1910-06-25
Publication date: 1912-01-10

Description

Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Verhältniazahl von elektrischen Kräften und
Drehmomenten.

Es ist bereits versucht worden, die Vel'hältniszah1 von Kräften mittels wageartiger Vorrichtungen zu messen und anzuzeigen. Unter anderen sind auch Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei welchen die Wage unter der Einwirkung von Federn die jeweilige Gleichgewichtslage aufsucht, so dass bei dieser Vorrichtung das Gleichgewicht dnrch ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment einer Torsionsfeder hergestellt wird.

Auch wirken bei diesen Vorrichtungen die in Instrumenten entstehenden Kräfte oder Drehmomente nicht unmittelbar auf die Wage, sondern es wirken Resultanten, gebildet aus den inneren Kräften dor Instrumente und den Federspannungen.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung dagegen bildet eine Vorrichtung, bei welcher die Verdrehung bzw. das Aufsuchen der jeweiligen Gleichgewichtslage unter der reinen Einwirkung der in den Instrumenten entstehenden Kräfte erfolgt, wodurch eine geometrische Veränderung der Lage der Kräfte oder Drehmomente zum Drehpunkte der Wage selbsttätig und von Federn unbeeinflusst erzielt wird, wobei die Verhältniszahl der Armlängen der zu vergleichenden Kräfte eine Änderung erfährt. Das Mass der Verdrehung der Wage zeigt hiobei die erfolgte Veränderung der Armlängen und hiedurch die jeweilige Verhältniszahl der belastenden Kräfte an.

Ein Verwendungsgebiet der Erfindung bildet hauptsächlich eine eigenartige mechanischer Verbindung zweier elektrischer Messinstrumente oder Apparate, mittels welcher die Verhältniszahl der in den Messinstrumenten oder Apparaten entstehenden Kräfte oder Drehmomente gemessen und angezeigt werden kann. Es entsteht auf diese
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Die Verhältniszahl zweier Kräfte P1 und P2 kann mittels einer Wage von den Armlängen a und b gemessen werden. indem der Gleichgewichtszustand durch Gleichung 1\ a = p b
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oder Drehmomente anzeigen.

Dieses Grundprinzip ist wohl im allgemoinen richtig ; die praktische Verwendbarkeit solcher Instrumente erfordert jedoch, dass wageartige Vorrichtungen angewendet werden, die folgenden Bedingungen entsprechen: ! Der Gleichgewichtszustand soll sich mittels selbsttätiger Veränderung der Ver-
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2. a ist veränderlich, b'bleibt konstant.

3. Sowohl a als auch b erleiden eine Veränderung.

Fig. 1 stellt eine selbsttätige Wage nach Punkt] dar.

Am Umfange einer runden Scheibe mit Drehpunkt 0 wirkt die eine Kraft PI an der konstanten Armlänge a in jedem Gleichgewichtszustand tangential.

Am Umfango einer kurvenbegrenzten, mit der Kreisscheibe starr verbundenen Scheibe A wirkt die zweite Kraft Pg, an der veränderlichen Armlänge b, in jedem Gleichgewichtszustande auch tangential. Der Gleichgewichtszustand sucht durch Verdrehung der Scheiben sich selbsttätig einzustellen, indem a konstant bleibt, b dagegen sich auf die erforderliche Länge selbsttätig einstellt. (I. Bedingung). Der an der Scheibe befestigte Zeiger Z macht die Verdrehung mit und zeigt an einem entsprechend eingeteilten Kreissegment die jeweilige Verhältniszahl der Armlängen bzw. der Kräfte an (II. Bedingung). Die Kurvenscheibe A sol. t jedoch derart geformt werden, dass bei zunehmender Kraft P2 die Armlänge b abnehme (MI. Bedingung).

Die zweite Möglichkeit (a veränderlich, b konstant) ist nur ein Vertausch der Arm- längenbezeichnung in Fig. 1.

Fig. 2 stellt eine selbsttätige Wage nach Punkt 3 dar. Auf eine kurvenbegrenzte um 0 drehbare Scheibe wirken die beiden Kräfte P, und P2, in jeder Gleichgewichtslage tangential zur Scheibe an den Armlängen a und b ein. Der jeweilige Gleichgewichts- zustand, sucht sich durch Verdrehung der Scheibe selbsttätig einzustellen ; die Armlängen a und b verändern sich hiebei selbsttätig und der Zeiger Z zeigt die jeweilige Verhältnis- zahl der Kräfte an einem entsprechend eingeteilten Kreissegment an. Die Kurven sind so zu wählen, dass a beim Linksgang des Zeigers abnimmt, b dagegen zunimmt und umgekehrt.

Es ist klar, dass die Kräfte nicht unbedingt parallel zueinander wirken müssen.

Bei Anwendung von beliebigen Kurven muss die Skaleneinteilung empirisch bestimmt werden, oder aber es muss ein jeder Punkt desselben besonders rechnerisch ermittelt werden.

Wird jedoch lallt Fig. 3 für die eine Grenzkurve ein Kreis mit dem Halbmesser 1', für die andere Grenzkurve, die Evolvente dieses Kreises genommen, so werden für den Gleichgewichtszustand die Gleichungen
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proportional : die Skalaeinteilung ist gleichmässig. Die drei Hauptbedingungen 1., II. und 111. sind übrigens auch erfüllt.

Es ist ohneweiters klar, dass an Stelle der Kraft P2 s Drehmomentes Pa f irgend ein Drehmoment von gleicher Grösse treten kann, z. B. : Q R.
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Die Vorrichtung gemäss Fig. 6 kann zweckmässiger Weise zum Vergleich von Dreh- mtunenton benutzt werden. Die Zoichoang veramchauticht drei verschiedene Aueführungsformen. Die in den Fig. 9, 10, 11 dargestellten Anordnungen weisen drei Drehpunkte auf.
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auf zwei rechtwinklig zueinander stehenden Geraden. Die beiden Arme der selbsttätigen Wage gemäss Fig. 9 und 10 sind A 0 nnd J90, weiche gemäss Fig. 11 vereinigt sind.

Es ist eine weitere Bedingung, dass die Längen O A = O B = S C = Q D = r alle gleich seien. Der Punkt A der Wage ist mit Punkt D durch einen Faden oder ein
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Die selbsttätige Wage wird nur durch die, in die Richtung der Verbindungsstäbchen A D und S C entfallenden Komponenten der Kräfte P1 und P2 belastet ; die Grösse dieser Komponenten beträgt
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instrumenten entstehenden Drehmomente auch angezeigt werden. Es können überhaupt alle diejenigen selbsttätigen Wagen, die unter I bis III angeführten Bedingungen entsprechen, zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens herangezogen werden.

Von den auf diese Weise entstandenen neuartigen Instrumenten werden im Nachstehenden emige angeführt. Es entsteht auf Grund des Ohmschen Gesetzes ein direktzeigender Ohmmeter, wenn auf die ein Seite irgend einer selbsttätigen Wage eine Kraft (oder ou Drehmoment) wirkt, die mit der Spannung, auf die andere Seite der Wage dagegen eine Kraft (oder ein solches Drehmoment) wirkt, die mit der Stromstärke eines Stromkreises
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Drehmomente anzeigt.

Es ist hiebei vollkommen gleichgiltig. auf welche Art und Weise die zu vergleichenden Krafte entstanden sind.
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Fig. 9) kombinieren, um einen direktzeigenden Ohmmeter zu erhalten.
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Claims

PATENT'ANSPBtCHE : 1. Elektrisches Messinstrument, bei welchem die Kräfte oder Drehmomente zweier elektrischer Instrumente oder Apparate auf wageartige Vorrichtungen wirken, die infolge einer Verdrehung die jeweilige Gleichgewichtslage aufsuchen, wobei das Mass der Verdrehung der Wage die jeweilige Verhfiltniszabl der belastenden Kräfte oder Drehmomente anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung bzw.

das Aufsuchen der jeweiligen Gleichgewichtslage unter der reinen Einwirkung der in den Instrumenten entstehenden Kräfte selbsttätig und von Federn unbeeinflusst erfolgt, wobei die Verdrehung der Wage eine geometrische Veränderung der Lage der Kräfte oder Drehmomente zum Drehpunkt der Wage und hiedurch eine Veränderung der Verhältniszahl der Armlängen der belastenden Kräfte oder Drehmomente herbeigeführt wird.

2. Elektrisches Messinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unveränderlichen Angriffspunkte der zu vergleichenden Kräfte beim selbsttätigen Aufsuchen der jeweiligen Gleichgewichtslage auf konzentrischen Kreisbogen sich bewegen, wobei der Drehpunkt der Wage ausserhalb der die Angriffspunkte verbindenden Geraden und in dem Mittelpunkt der Kreisbogen sich befindet (Fig. 7 und 8).

3. Elektrisches Messinstrument nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu vergleichenden Drehmomente durch tangential zu Kreisbögen wirkende Kräfte ersetzt werden, deren unveränderliche Angriffspunkte mit den Angriffspunkten einer selbsttätigen Wage nach Anspruch 2 derart verbunden werden, dass die Verbindungslinien der Angriffspunkte mit der gemeinsamen Geraden des Drehpunktes der Wage und der Drehpunkte der Drehmomente in jeder Gleichgewichtslage parallel bleiben.

4. Elektrisches Messinstrument nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die unveränderlichen Angriffspunkte der zu vergleichenden und gegeneinander geneigten Kräfte beitu Aufsuchen der Gleichgewichtslage vereinigt auf einem Kreisbogen sich bewegen, dessen Mittelpunkt den Drehpunkt der Wage darstellt, so dass in der Gleichgewichtslage die Ver- hindungslinie des gemeinsamen Angriffspunktes und des Drehpunktes in die Resultanten- richtung der Kräfte fällt (Fig. 11).

5. Elektrisches Messinstrument nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu vergleichenden Drehmomente durch tangential zu Kreisbögen wirkende Kräfte ersetzt werden, deren unveränderliche Angriffspunkte mit dem vereinigten Angriffspunkte einer sf1lhsttätigen Wage nach Anspruch 4 derart verbunden werden, dass die Verbindungslinien m jeder Gloichgewichtslage zu den Verbindungslinien der Drehmomentmittelpunkte und der Wagfnachse parallel bleiben.

6. Ausführungsform des elektrischen Messinstrumentes nach Anspruch 1 bis 5 als Widerstandsanzeiger, dadurch gekennzeichnet, dass die Verhältnis/ah) der in einem Spannungs- EMI6.1 EMI6.2