Verfahren und Vorrichtung zum fliessen von Kräften. Messgeräte, sogenannte Kraftmesser zum Feststellen statischer und dynamischer Kräfte in Bauwerken, in Erdreich und in Maschinen usw, sind in verschiedenen Ausführungen be kannt. Die bekannten Kraftmesser haben den Nachteil, dass der Beobachter zur Feststellung der Kraftauswirkung sich zum Kraftmesser hinbegeben muss. Solche Kraftmesser kom men somit für unzugängliche Orte gar nicht in Frage.
Bei andern Kraftmessern werden zur Übertagung der zu messenden Grösse Flüssigkeiten, Luft, Quecksilber etc. benützt, die den Temperaturänderungen stark unter worfen sind, viele Fehlerquellen besitzen und zudem noch unbequeme Leitungsanlagen be dingen, welch letztere für manche Messanord- nungen störend wirken und unerwünscht sind.
Vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile. Zum Messen der Kräfte lässt man gemäss vorliegender Erfindung diese auf min destens einen, in einem elektrischen Strom kreis eingeschalteten Körper solcher Art ein wirken, dass bei Änderung der Kräfte eine Änderung in den elektrischen Verhältnissen des Stromkreises herbeigeführt wird, welche zur Messung benützt wird.
Zur Durchführung obigen Verfahrens ist gemäss dieser Erfindung ein besonderer Kraftmesser vorgesehen, der auf beiliegender Zeichnung in zwei beispielsweisen Ausfüh rungsformen dargestellt ist.
Fig.l zeigt ein Schema und ein Dia gramm; Fig. 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in Achsialschnitt, teilweise in Ansicht, wäh rend Fig. 3 einen Querschnitt darstellt; Fig. 4 veranschaulicht ein weiteres Aus führungsbeispiel in Achsialschnitt, teilweise in lnsicht.
Iii Fig. 1 ist beispielsweise der Körper K eine Kohlenscheibensäule. Der elektrische Widerstand in Ohm ( S) ) ist als Abszisse und die auf die Kohlensäule K wirkende Be lastung P in Kg. als Ordinate aufgetragen. Der Widerstand wird am zweckmässigsten mittelst der Wheatstone'schen Brücke W ge- messen. Je nach der Grösse der Kohlen scheibensäule K kann der Messbereich in wei ten Grenzen den Bedürfnissen angepasst wer den.
Infolge der denkbar äusserst bequemen elektrischen Fernübertragung mittelst Drähte kann die Kohlenscheibensäule K als Auf nahmeorgan beliebig weit vom Beobachter und an unzugänglichen Orten eingebaut wer den. Durch die Erstellung mehr oder weniger langer Leitungen vom Kraftmesser bis zum Beobachtungsposten wird der totale elek trische Widerstand linear verändert, was da durch zum Ausdruck kommt, dass sich die Ordinatenachse nach links oder rechts pa rallel zu sieh selbst verschiebt, je nachdem die Fernleitung mehr oderweniger lang aus geführt wird. Der Charakter der Kurve V wird dadurch nicht beeinträchtigt. Es kön nen zwei Kohlenscheibensäulen K so hinter einander geschaltet werden, dass durch die Kraftentwicklung die eine Säule gezogen und die andere Säule gedrückt wird.
Das Prin zip der Verwendung von Kohlenscheiben säulen hat den grossen Vorteil, dass auch Kraftschwankungen bis zu sehr hohen Fre quenzen gemessen werden können, unter Ver wendung eines bekannten Oscillographen.
Gemäss den Fig. 2, 3 ist auf beiliegender Zeichnung beispielsweise ein Kraftmesser zur Durchführung des Verfahrens gezeigt, der sich zum Beispiel sehr gut zum Messen der Erddrücke eignet. Beiderends der Kohlen scheibensäule 1 befinden sich als Anschluss klemmen dienende Messingscheiben 2, an welchen die Leitungsdrähte 3 angeschlossen sind. Die Messingscheiben 2 sind mittelst Isolierscheiben 4 gegenüber den eigentlichen Druckplatten 5 isoliert. Diese dienen zur Übertragung der statischen bezw. dyna mischen Kräfte auf die Kohlenscheibensäule 1.
Um der Kohlenscheibensäule eine gewisse Vorspannung erteilen zu können, sind die Platten 5 unter sich mittelst Spannschrauben 6 verbunden, die mittelst der Muttern 7 von- und gegeneinander bewegt werden können. Drei solcher Spannschrauben 6 sind im Um kreis gleichmässig verteilt. Die Druckplatten 5 ruhen mittelst Spitzen im Deckel 8 bezw. Boden 9 des Gehäuses 10. Um die Kräfte voll in ihrem Werte auf die Kohlensäule 1 einwirken zu lassen, ist zur Vermeidung un nötiger Reibungen der Deckel 8 mittelst Ku geln 11 im Dosengehäuse 10 gelagert. Um die Kohlensäule 1 vor zu starker Zusammen pressung zu schützen, ist der Hub des Dek- kels 8 durch verstellbare Schrauben 12 be grenzt.
Diese Schrauben sitzen im Deckel rand, so dass zwecks Hubbegrenzung ihre un tere Stirnfläche auf das eben gedrehte Ende der Randfläche des Gehäuses 10 auftrifft. Der Deckel wird durch Schrauben 13 im Ge häuse 10 gesichert. Durch Lösen der Schrau ben 13 kann der Deckel vom Gehäuse ab gehoben werden. Anderseits können die Schrauben 13 ebenfalls benützt werden, um die Vorspannung der Säule 1 zu verstellen. Um das Eindringen von Fremdkörpern, wie Erde, Steine usw. in das Doseninnere zu ver hindern, wird der Spalt zwischen dem Deckelrand und dem Gehäuse durch ein Gummiband 14 überdeckt. Die Kohlen scheibensäule 1, sowie die Platten 5 sind gegen Beschädigung und Wärmestrahlung durch einen Isoliermantel 15 geschützt.
Die Kohlenscheibensäule mit den beiden Druck platten bildet mit den Isolierschutzhüllen ein bequem auswechselbares Element des Kraft messers. Für grosse Kräfte wird zwech- mässigerweise zwischen den Deckel und das Gehäuse ein genau kalibrierter Stahlzylinder mantel 16 eingebaut. Durch verschieden grosse Wandstärke des Stahlzylindermantels 16 kann der Messbereich beliebig erweitert werden.
Sollen mittelst dem Kraftmesser Einzelkräfte gemessen werden, so wird die Deckelaussenseite mit Vorteil-mit einer halb kugelförmigen Vertiefung versehen, in die eine Druckplatte eingelegt wird, auf welch letztere die Druckkraft ausgeübt wird. Ohne Stahlzylindermantel ist die Dose zum Mes sen sehr kleiner Kräfte geeignet.
Fig. 4 zeigt einen Kraftmesser, versehen mit zwei Kohlenscheibensäulen 17, 18, un ter Einschaltung eines Messzylinders 19. Letzterer ist auswechselbar. Die beiden Platten 20 tragen Bügel, die so ineinander greifen, dass zum Beispiel durch die Druck wirkung die untere Kohlensäule 17 gedrückt und die obere Kohlensäule 18 gezogen bezw. gestreckt wird.
Die Dose kann auch als Messer auf Zug gebaut werden, indem man die Zugkräfte an Kugelköpfen angreifen lässt, deren Lager sich am Deckel und am Gehäuse befinden.
Statt Kohlenscheibensäulen können auch Kristalle oder Körper mit kristallinischem Ge füge usw. Verwendung finden, welche die sogenannten piezoelektrischen Eigenschaften aufweisen. Diese Körper, zum Beispiel Quarz, zeichnen sich dadurch aus, dass durch Zug oder Druck die senkrecht zu den elek trischen Axen des Kristalles liegenden Flä chen elektrisch geladen werden. An Stelle der Widerstandsmessung tritt dann die Mes sung der Ladung bezw. des Stromes zum Beispiel mittelst Galvanometer. Die kon struktive Ausbildung kann in ähnlicher Weise erfolgen wie bei Benützung von Koh lenscheibensäulen. In Fig. 5 ist beispiels weise das Messschema angedeutet. Es be deutet x den Kristall, der durch die Kraft P auf Druck beansprucht wird.
Die beiden Elektroden übernehmen die dadurch erzeug ten Stromschwankungen i, die am Strom messer S gemessen werden.