DE121632C

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Publication number: DE121632C
Application number: DENDAT121632D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

M 121632 KLASSE 42 #.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. März 1900 ab.

Die zur Fortbewegung eines Fahrzeuges vom Gewicht G auf einen gegen die Horizontale mit dem Winkel α in der Fahrtrichtung aufsteigende Fahrbahn bei der Beschleunigung ρ nöthige Zugkraft besteht aus drei Theilen:

1. der zur Ueberwindung der Reibungswiderstände nöthigen Kraft,

2. der zur Ueberwindung der Schwerkraft-Componente nöthigen Kraft G sin α,

3· der zur Erzeugung der Beschleunigung

nöthigen Kraft G ~₅ wobei g die Beschleuni-

gung der Schwerkraft bedeutet.

Der Apparat mifst unmittelbar nur die Summe der unter 2. und 3. genannten Kräfte, kann aber mittelbar auch zur Bestimmung der unter 1. genannten Kraft verwendet werden. Er beruht auf dem physikalischen Grundsatz, dafs das Verhältnifs der Summe der Kräfte 2. und 3. zum Gewicht des bewegten Körpers sowohl für das ganze Fahrzeug als auch für einen im Fahrzeug mitgeführten Körper denselben Werth hat. Wenn man also dieses Verhältnifs, d. h. die Summe der Kräfte 2. und 3. pro Gewichtseinheit des mitgeführten Körpers bestimmt, so erhält man dadurch ohne Weiteres auch die auf die Gewichtseinheit des ganzen Fahrzeuges bezogene Zugkraft, soweit sie zur Ueberwindung der Schwerkrafts-Compönente und zur Erzeugung der Beschleunigung dient, nicht jedoch denjenigen Theil der Zugkraft, der zur Ueberwindung der Reibungswiderstände nöthig ist.

Als mitgeführten Körper in dem eben erläuterten Sinne wird eine Flüssigkeitssäule verwendet, die in einem im Fahrzeug parallel zur Fahrbahn angeordneten Rohre eingeschlossen ist. Die in der Achsenrichtung des Rohres auf die Gewichtseinheit der Flüssigkeit wirkende Kraft ist gegeben durch den Ausdruck

P
sin υ, 4- —·

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Da ρ immer kleiner als g ist, kann der

Bruch — durch den Sinus eines Winkels β erg
setzt werden, wobei β den Winkel darstellt, um den das Rohr gegen die Horizontale geneigt werden mufs, damit die in der Achsenrichtung wirkende Schwerkrafts - Componente gleich der Beschleunigungskraft wird.

Da die Winkel α und β klein sind, kann man ohne merklichen Fehler die Summe ihrer Sinusse durch den Sinus ihres Summenwinkels

γ — a. 4- β
ersetzen und erhält

T = sin γ

als Ausdruck für die in der Achsenrichtung des Rohres auf die Gewichtseinheit Flüssigkeit wirkende Kraft. Bei steigender Fahrbahn ist α positiv; bei fallender Fahrbahn ist α negativ. Bei Beschleunigung ist β positiv; bei Verzögerung (Bremsen oder Auslaufen des Fahrzeuges) ist β negativ. Der augenblickliche Werth von

sin γ kann von dem Apparate je nach seiner I Ausführungsform in verschiedener Weise kennt- j lieh gemacht werden. In einer Ausführungsform wird das Rohr aus Glas hergestellt und schwach gekrümmt, so dafs die Mitte höher liegt als die beiden Enden. Es wird bis auf eine kleine Luftblase mit Flüssigkeit gefüllt, also als Libelle ausgebildet. Auf ebener Fahrbahn und im Ruhezustande steht die Luftblase am Nullpunkt in der Mitte des Rohres.

Zu beiden Seiten des Nullpunktes wird eine Scala empirisch bestimmt, indem man dem Rohr verschiedene Neigungen zur Horizontalen giebt und die entsprechenden Ausschläge der Luftblase verzeichnet. Verwendet man bei dieser empirischen Aichung Neigungswinkel, welche den Steigungen ι : iooo, 2: 1000, 3 : 1000 u. s. w. entsprechen, so erhält man Scalen, deren Theilstriche die für die Schwerkrafts - Componente und die Beschleunigung nöthige Zugkraft in Kilogramm pro Tonne rollendes Gewicht angeben.

In einer anderen Ausführungsform wird das Rohr vollständig mit Flüssigkeit gefüllt und sind an den Enden Manometer angebracht, deren Scalen in der oben beschriebenen Weise empirisch bestimmt werden.

In einer dritten Ausführungsform werden an die Enden des Rohres aufrechte, oben offene Schenkel angesetzt, und der Winkel γ wird durch die Niveaudifferenz der Flüssigkeit in den beiden Schenkeln angegeben.

Die Aichung geschieht in der oben beschriebenen Weise.

Je langer das Rohr ist, desto gröfser ist die Niveaudifferenz, und mit desto gröfserer Genauigkeit kann man ablesen. Um jedoch auch bei einem verhältnifsmäfsig kurzen Rohr genau ablesen zu können, empfiehlt sich folgende Einrichtung. Das Rohr erhält kurze und weite Schenkel, von denen einer durch ein enges Glasrohr verlängert wird. Das Rohr wird mit Quecksilber bis etwa auf die halbe Höhe der weiten Schenkel gefüllt und wird darauf in den durch das Glasrohr verlängerten Schenkel Wasser nachgegossen, so dafs der Wasserspiegel in den Nullpunkt der auf dem Glasrohr verzeichneten Scala kommt. Der Ausschlag des Wasserspiegels nach oben und unten vom Nullpunkt ist dann ein Vielfaches von dem Ausschlag des Quecksilberspiegels, und man erhält eine offene Scala, die eine sehr genaue Ablesung ermöglicht.

Auch in dieser Ausführungsform wird die Scala in der oben angegebenen Weise empirisch bestimmt.

Wie schon erwähnt, giebt der Apparat in allen hier beschriebenen Ausführungsformen unmittelbar nur jenen Theil der Zugkraft an, der zur Ueberwindung der Schwerkrafts-Componente und zur Erzeugung der Beschleunigung nöthig ist.

Man kann jedoch den Apparat auch zur Bestimmung jenes Theiles der Zugkraft benutzen, der auf ebener Bahn zur Ueberwindung der Reibungswiderstände erforderlich ist, indem man die treibende Kraft des Wagens plötzlich unterbricht und gleich darauf eine Ablesung macht. Letztere zeigt, wieviel Kilogramm Zugkraft pro Tonne rollendes Gewicht zur Ueberwindung der Reibungswiderstände nöthig ist. Um den Einflufs einer etwa vorhandenen Neigung der Bahn zu eliminiren, macht man den Versuch in beiden Richtungen und nimmt den Mittelwerth der Ablesungen.

Wenn man den Nullpunkt der Scala um den so ermittelten Betrag der Reibungswiderstände verschiebt, so zeigt der Apparat mit für praktische Zwecke genügender Genauigkeit die ganze pro Tonne nöthige Zugkraft an.

In der zweiten und dritten Ausführungsform kann der Druck an den Enden des Rohres bezw. die Bewegung der Flüssigkeitssäule auf einen Registrirapparat übertragen werden, wodurch man je nach Einrichtung des letzteren eine bleibende Aufzeichnung der Zugkraft als Function der Zeit oder des Weges erhält.

Claims

Patent-Anspruch:

Mefsgeräth zur Bestimmung der bei Landfahrzeugen nöthigen Zugkraft, gekennzeichnet durch einen parallel zur Fahrbahn gelagerten Apparat in Form einer Libelle, eines Manometers oder eines sogenannten communicirenden Gefäfses, dessen Ausschlag den zur Ueberwindung der Schwerkrafts-Componente und gleichzeitig den zur Erzeugung der Beschleunigung erforderlichen Theil der gesammten Zugkraft anzeigt.