Vorrichtung zum Messen von Längenänderungen. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen von Längen änderungen, hervorgerufen zum Beispiel durch Temperaturänderungen, Belastungs- ii.nderungen etc.
Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich erfindungsgemäss aus durch zwei parallele Stangen, die derart miteinander verbunden sind, dass sie sich nur parallel zueinander ver schieben können, wobei Mittel zum Festhalten der Messstrecke des Prüflings und zur An zeige der Längenänderung derselben vor gesehen sind.
Die Bauart kann so gestaltet sein, dass bei einer von einer Temperaturänderung und von einer Belastungsänderung hervorgerufe nen Längenänderung sowohl die Teillängen änderung, wie die Gesamtlängenänderung messbar ist. Die Bauart ist zweckmässig der art, dass Änderungen der Eigentemperatur der Vorrichtung das Messergebnis nicht be einflussen. Die Mittel zum Festhalten der Messstrecke können optische oder mechanische Organe aufweisen.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes und eine Detailvariante dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht der ersten Aus führungsform, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A von Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht der zweiten Aus führungsform, Fig. 4 in grösserem Massstabe den einen Hebel der ersten Ausführungsform und Fig. 5 einen .Schnitt einer Detailvariante.
Die erste Ausführungsform weist zwei Stäbe 1 und 2 auf, die durch elastische Bän der 3, 4 miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann aber auch durch Gelenke hergestellt werden, aber in jedem Falle müs sen sich die beiden Stäbe nur parallel zu einander verschieben können.
Die Verbin dungsstücke 5 und 6 sind als verschiebbare Schlaufen ausgebildet, so dass die Messweite des Messgerätes entsprechend der Entfernung der beiden Marken 12, 13 des Prüflings (vor der Längenänderung) eingestellt wer den kann. Das nämliche Ziel wird durch Verschieben des verstellbaren Halters 7 er reicht.
In Fig. 1 und 2 weisen die Mittel zum Festhalten der Messstrecke, die von zwei Marken begrenzt ist, optische Organe auf, nämlich zwei Okulare mit Fadenkreuz, die an den Stangen 1 und 2 angeordnet sind. Diese Okulare sind in der Längs- und in der Querrichtung zur Messstrecke verschieb- und einstellbar. Die Vorrichtung ist zum Anlegen an den Prüfling mit einem Fuss 22 versehen. Der Fuss kann so ausgebildet sein, dass er sowohl in der Längs-, wie auch in der Querrichtung des Stabes 2 eingestellt wer den kann.
Zum Halten der Vorrichtung die nen die beiden Knöpfe 8 und 9, wobei bei spielsweise der den Knopf 9 tragende Hal ter 7 in Richtung der Messstrecke, wie be reits erwähnt wurde, verstellbar ist. Die Knöpfe 8 und 9 bestehen zweckmässigerweise aus einem wärmeisolierenden Stoff, um den Einfluss der Temperatur beim von Hand Hal ten der Vorrichtung auszuschalten.
Mit den Knöpfen sind die Halter 10 und 11 der Okulare verbunden, wobei der Knopf 8 zu gleich eine Mikrometerschraube 14 trägt. Das Drehen der Mikrometerschraube bewirkt die Verschiebung des Stabes 2 gegenüber dem Stab 1, wobei sich die beiden Stäbe immer parallel bleiben.
Stellt man das Fadenkreuz des im Halter 11 befindlichen Okulars auf die Marke 13 ein, so kann durch Verdrehen der Mikrometerschraube 14 das Fadenkreuz des im Halter 10 befindlichen Okulars zum Einspielen auf die zweite Marke 12 der Mess- strecke gebracht werden.
Erleidet die Mess- strecke eine Längenänderung, so wird die Mikrometerschraube 14 so lange gedreht, bis die beiden Fadenkreuze wieder mit den Marken übereinstimmen. Die Trommel 15 der Mikrometerschraube 14 ist mit einer Teilung versehen, so dass über den Zeiger 16 die relative Verschiebung der beiden Stangen 1, 2 und damit die Längenänderung des Abstan- des der beiden Marken 12 und 13 roh abge lesen werden kann.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist zudem mit Mitteln zum Anzeigen der Längenänderung versehen, die aus einem einen Fühlhebel aufweisenden Anzeigegerät bestehen. Die zu messende Längenänderung kann aber auch durch ein anderes Anzeige gerät angezeigt werden, und die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung weist statt des Fühl- hebels eine Messuhr auf. Die Vorrichtung ist sonst gleich ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte.
Der Taststift 21 des Fühlhebels der Fig. 1 und der Taststift 20 der Messuhr gemäss Fig. 3 ruhen auf der Anschlagnase 19, die entweder fest mit dem .Stab 2 ver bunden ist (Fig. 3) oder einen Teil des Fu sses 22 bildet, der an der Stange 2, wie be reits erwähnt, einstellbar angeordnet ist. Am gegenüberliegenden Stab 1 ist das Gehäuse 23 der Messuhr (Fig. 3), oder der Halter 24 des Fühlhebels befestigt.
Bei dieser Anordnung des Anzeige gerätes (Fig. 1 und 3) kann man erreichen, dass der Einfluss' der Temperatur auf die Vor richtung die abzulesende und zu messende Verschiebungsgrösse nicht beeinflusst. Um diese besonders wichtige Eigenschaft der in Fig. 1 und 3 dargestellten Vorrichtungen zu erläutern, setzen wird voraus, dass der Ab stand der auf dem Prüfling angebrachten Marken 12 und 13 bei einer Temperatur änderung konstant bleibt. Dagegen ändere sich bei der angenommenen Temperatur erhöhung der Abstand von der Marke 13 bis zum Anschlag 19 um l';, infolge Längen änderung des Baustoffes, aus dem die Stan gen 2 und 1 bestehen.
Das gleiche trifft zu mit dem Abstand l', der die Entfernung der Anschlusspunkte 26 des Gehäuses der Mess- uhr oder des Halters des Fühlhebels an der Stange 1 bis zur Marke 12 kennzeichnet. Dieser Abstand ändert sich um l'1. Es ver grössert sich somit die Entfernung der beiden Punkte 19 und 27 um (l'1 -I-- so dass das Anzeigegerät in Tätigkeit treten würde.
Damit dies nicht der Fall ist, muss der Bau- stoff des Taststiftes 20 (Fig. 3) oder 21 (Fig.1) so gewählt werden, dass seine Längen änderung stets gleich ist (l', + l'2). Die Anzeigegrösse wird somit durch Temperatur änderung nicht beeinflusst, das heisst der Tem- peratureinfluss auf das Messgerät wird zwang läufig kompensiert.
Die Längenänderung des Prüflings kann herrühren zum Beispiel von einer Belastungs änderung und einer Temperaturänderung. Der Zeiger 125 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zeigt die Gesamtlängen änderung an. Für den Techniker ist es oft von Wichtigkeit, zu wissen, wie gross die Län genänderung der Messstrecke ist, herrührend von der Temperaturänderung allein und von der Belastungsänderung allein. Dabei setzen wir voraus, dass gleichzeitig eine Temperatur- und eine Belastungsänderung die zu messende Längenänderung erzeugt haben.
Wenn es ge lingt, die eine Grösse, beispielsweise die Län genänderung des Prüflings, herrührend von der Temperaturänderung allein, zu ermitteln, so kann durch Differenzbildung aus dem Messeergebnis, das die resultierende Längen änderung angibt, der Längenänderunganteil, herrührend von der Belastungsänderung allein, bestimmt werden. Es ist zu diesem Zweck bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung unterhalb des ersten Fühlhebels ein gleich gebauter zweiter Fühlhebel mit dem Zeiger <B>12,6</B> angeordnet.
Der Baustoff seines Tast- stiftes 28 (Fig. 2) ist so gewählt, dass seine Längenänderung und die Änderung der Ab stände Z, und<I>1.</I> (Fig. 1), nämlich (l',_ -f- l',) am zweiten Fühlhebel einen Ausschlag von solcher Grösse bewirkt, dass' der Ausschlag, der durch die Längenänderung der Messstrecke infolge Temperaturänderung ausgelöst würde,
kompensiert wird. Der Fühlhebelzeiger 126 zeigt in diesem Falle somit nur die Längen änderung der Messstrecke an, welche von der Belastungsänderung allein herrührt. Der obere Fühlhebel mit dem Zeiger 125 zeigt die gesamte Längenänderung an. Die Differenz beider Ablesungen gibt den Anteil an, welcher auf die Temperaturänderung allein zurück- zuführen ist. Die beiden Zeiger spielen über der gleichen Skala 34, und es können die drei Grössen direkt abgelesen werden.
Der Fühlhebel der Fig. 1 besteht aus dem Taststift 21, dessen Schneide infolge des Druckes der Schraubenfeder 2.9 gegen das um die Schneidenkante 30 kippbare Schnei- denstück 31 gedrückt wird. Das Schneiden stück 31 stützt sich auf die Schneide 32, die mit dem Gehäuse 33 verbunden ist. Das Gehäuse, das bei 27 am Stab J. befestigt ist, trägt zudem am Halter 24 die Skala 34.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Detail variante sind auf der untern Seite der Knöpfe 8 und 9 je eine Spitze 35 angebracht. Der Fuss fällt als überflüssig weg. Die zwei Marken werden im Prüfling als feine Boh rung 36 ausgebildet, deren Rand konisch zu versenken ist. Diese Versenkung kann bei spielsweise durch einen leichten Schlag auf einen in einem .Stab eingesetzten Körner er zielt werden.
Dieser Stab enthält im Abstand der Messstrecke Körner und dient zum raschen und bequemen Auslegen der Messstrecke. Durch den Schlag auf den Körner wird der Bohrungsrand gleichzeitig versenkt und ver festigt. Bei auf Stein und Betonbauwerken befindlichen Messstrecken werden die Marken als Bolzen 3,7 einbetoniert, an deren Kopf ende eine gehärtete, mit versenkter Bohrung versehene Stahlbüchse 38 angepresst ist.
Bei Nichtgebrauch der Marken wird der Kopf des Bolzens durch eine aufdrückbare oder aufschraubbare Kappe geschützt. Die Mittel zum Festhalten der Messstrecke weisen in die sem Falle zwei Spitzen auf, statt wie beim ersten Beispiel zwei Okulare.
Um von Fehlern, Störungen und Ver änderungen des Messgerätes unabhängig züz sein, wird jede Messung auf eine Urmess- länge zurückgeführt, indem man vor und nach der Vornahme der Messung am Prüf ling die Ablesung am Urmassstab ausführt. Dieser Urmassstab besteht in der Regel aus Invar und weist im Abstand der Messstrecke die Marken in Gestalt von Ritzen oder Boh rungen auf. Es können Organe vorgesehen sein, wel che die Längenänderungen registrieren, oder solche, die sie an einen entfernten Ort über tragen.
Die dargestellten und beschriebenen Vor richtungen eignen sich vorzugsweise zum Messen der zeitlich sich auswirkenden Ver änderungen an Bauwerken aller Art. Es ist ein Hilfsmittel, das die dauernde Über wachung der Bauwerke ermöglicht.