DE153919C - Vorrichtung zur vergrößerten mechanischen Übertragung der Längenänderung eines Körpers unter dem Einflusse von Temperaturveränderungen. - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung, welche dazu bestimmt ist, die infolge Temperaturschwankungen auftretenden Längenänderungen eines Körpers im vergrößerten Maßstabe mechanisch zu übertragen, derart, daß diese Übertragungsgröße, sei es unmittelbar zur Messung der Temperatur des Körpers oder auch zur Messung jener Kraft, verwendet werden kann, welche diese Temperatur hervorgebracht hat.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Vergrößerung der Sehne eines flachen Bogens sich in großem Maßstabe auf die Höhe dieses Bogens überträgt.

Die Zeichnung veranschaulicht in der Fig. 1 schematisch das Prinzip, in Fig. 2 eine Vorrichtung, wie sie nach diesem Prinzip ausgeführt werden kann. Fig. 3 bis 5 stellen verschiedene Ausführungsformen derselben Einrichtung dar.

In Fig. ι ist A D B die Sehne eines Bogens ACB, welcher aus irgend einem elastischen Material hergestellt wird und infolgedessen auf die Sehne ADB eine gewisse Spannung ausübt. Es ergibt sich sofort, daß jede Längenänderung von ADB eine Vcrflachung des Bogens ACB hervorbringt. Es ergibt sich jedoch auch, daß die Änderungen in der Höhe C D des Bogens zu jenen der halben Sehne A D in demselben Verhältnisse stehen, wie der Sinus des Winkels α zu dem Cosinus desselben Winkels.

Solange der Winkel α klein gewählt wird, d. h. solange der Bogen 4CB ziemlich flach ist, wird jede geringe Veränderung in der Länge ADB, somit in dem Cosinus des Winkels α eine beträchtliche Längenänderung von C D infolge des bedeutend zunehmenden Sinus von α hervorbringen. Wenn daher diese Längenänderung mit Hilfe irgend eines Mechanismus auf ein Zeigerwerk übertragen wird, so wird bei verhältnismäßig geringer Übersetzung des Ubertragungsmechanismus die geringste Längenänderung von A D mit ausreichender Deutlichkeit in der Längenänderung von CD beobachtet werden können.

Einen besonderen Vorteil bietet diese Einrichtung insofern, als der Übertragungsmechanismus auch einen großen Widerstand besitzen kann, ohne daß die Genauigkeit der Messung hierdurch beeinträchtigt würde, da bei der Längenänderung von C D eine ziemlich große Kraftäußerung erfolgt. Vorzugsweise wird der Bogen ACB aus einem Metall oder irgend einem Material gebaut, welches sich nur wenig unter dem Einflüsse von Temperaturschwankungen verändert, während im Gegenteil die Sehne ADB als Metalldraht oder metallisches Band aus einem Material mit möglichst großem Ausdehnungskoeffizienten hergestellt wird.

Nach diesem Prinzip können die verschiedensten Apparate ausgeführt werden, z. B. Thermometer, Wärmeregler und Apparate zur Messung von Stromstärken. Diese Vorrichtung kann die Stelle von Elektromagneten bei Regelungsapparaten mit Vorteil da vertreten, wo eine zu schnell eintretende

Reaktion nicht erwünscht ist. Sie hat gegenüber den gewöhnlichen Solenoiden oder Elektromagneten auch noch den Vorzug, daß sie gleich gut für Wechsel- und Gleichstrom verwendet werden kann und aperiodisch wirkt, außerdem wesentlich billiger ist.

Im Falle die Vorrichtung bei elektrischen Betrieben angewendet werden soll, braucht der Draht ADB nur in einen Stromkreis

ίο eingeschaltet zu werden (Fig. 2). Der Draht A B ist von dem Bogen isoliert und wird durch den hindurchgeleiteten Strom erwärmt bezw. erhitzt, sich verlängern und die Bogen verflachen. Die für die Messung auszunutzende Bewegung kann doppelt so groß gemacht werden, wenn der Draht A B, wie Fig. 2 ebenfalls zeigt, zwischen zwei Bogen gespannt wird.

Anstatt einer bogenförmigen Gestalt läßt sich auch eine dreieckige (Fig. 3) anwenden. Auch hier wird bei geringer Bemessung der Winkel α eine kleine Längenänderung der Grundlinie A B eine verhältnismäßig große Änderung der Höhe C D ergeben.

Bei Vergrößerung des Winkels α werden die Veränderungen in der Höhe des Dreiecks ABC allerdings geringer, jedoch auch für dieselbe Temperaturdifferenz die Kraftäußerung bei der Deformation der Einrichtung vergrößert werden.

Auch diese Vorrichtung läßt sich in der durch Fig. 4 angegebenen Weise als Raute ausführen, zum Zwecke, die Meßbewegung zu verdoppeln. Die lange Diagonale dieser Raute wird dann jene Länge vorstellen, deren Veränderung mit dem vergrößerten Maßstabe auf die kürzere Diagonale übersetzt werden soll. Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer solchen aus geradlinigen Teilen zusammengesetzten Einrichtung für elektrischen Betrieb. Dieselbe besteht aus zwei Dreiecken, welche mit ihren langen Grundlinien aneinandergestellt sind. Derartige Vorrichtungen können auch anstatt mit einem Draht mit mehreren parallelen Drähten oder mit einem mehrmals hin- und hergeführten Draht versehen werden, wie dies Fig. 5 zeigt.

Claims (4)

Patent-Ansprüche :

1. Vorrichtung zur vergrößerten mechanischen Übertragung der Längenänderung eines Körpers unter dem Einflüsse von Temperaturveränderungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem biegsamen oder unbiegsamen Stoffe hergestellte Sehne mit einem aus federndem Material bestehenden Bogenstück so verbunden ist, daß sowohl eine Verlängerung als auch eine \^rerkürzung der Sehne in vergrößertem Maße auf die Pfeilhöhe des durch die Sehne selbst gespannten Bogens übertragen wird, wobei die Veränderung der Pfeilhöhe durch Zug oder Druck wirken kann.

2. Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehne (A B) von zwei gegeneinander symmetrisch gelagerten Bogen gespannt wird, zum Zwecke, eine Verdoppelung" in der bei Längenänderung der Sehne (A B) auftretenden Veränderung der Bogenhöhe zu ermöglichen.

3. Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehne (A B) isoliert gelagert und in einen Stromkreis eingeschaltet ist, dessen Stromstärke mit Hilfe der in dem Drahte (A B) hervorgerufenen Erwärmung infolge der Verlängerung desselben und der durch diese bewirkten Veränderung der Höhe des über den Draht gespannten, zweckmäßigerweise doppelten Bogens vergrößert gemessen werden kann.

4. Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen durch ein geradlinig gestaltetes Dreieck von entsprechend stumpfem Winkel ersetzt ist, dessen längste Grundlinie den Längen-Veränderungen ausgesetzt und dessen kürzeste Höhe zur vergrößerten Angabe eines Maßes dieser Längenveränderung benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.