DE170004C

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Publication number: DE170004C
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, KAISERLICHES, IMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

- M 170004 KLASSE 42 Λτ.- M 170004 CLASS 42 Λτ.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen der an einer sich drehenden Welle angreifenden Kraft bezw. der von dieser Welle geleisteten Arbeit, bei der eine Registriervorrichtung durch Zusammenpressen einer Meßfeder die ausgeübte Kraftgröße anzeigt.The present invention is a device for measuring the at a rotating shaft attacking force respectively. the work done by this wave, in which a recording device is exerted by compressing a measuring spring Indicates force magnitude.

Von bekannten derartigen Kraft- und Arbeitsmessern unterscheidet sich der Erfmdungsgegenstand dadurch, daß die Verbindung zwischen der Meßfeder und einem an der treibenden Riemscheibe befestigten Antriebsglied durch ein um einen Rollensektor gelegtes biegsames Kraftübertragungsglied erfolgt, während bei den bekannten Apparaten die wirksame Kraft durch Hebelarme auf die Meßfeder übertragen wird.The subject matter of the invention differs from known force and work gauges of this type in that the connection between the measuring spring and a drive member attached to the driving pulley is through a roller sector flexible power transmission member takes place, while in the known apparatus the effective force by lever arms on the Measuring spring is transferred.

Der in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung dargestellte Kraft- und Arbeitsmesser besteht aus dem fest auf der Welle α sitzenden Mitnehmer b (Kurbel o. dgl.), dessen Zapfen c einen um letzteren drehbaren Rollensektor d trägt, ferner aus der Meßfedery, die sich an den Mitnehmer b, z.B. an dessen Arm e, anlehnt und durch ein um den Rollensektor d gelegtes biegsames Kraftübertragungsglied g gespannt wird, das einerseits mit der lose auf der Welle α sitzenden Antriebsscheibe i durch ein an dieser befestigtes Antriebsglied (Sektor, Bolzen o. dgl.) h, andererseits durch eine Zugstange k und einen Federdeckel / mit der Meßfeder / verbunden ist.The power and utility knife shown in FIGS. 1 through 5 of the drawing consists of the fixed to the shaft α seated driver b (crank o. The like.), The pin c has a rotatable about the latter role sector d contributes further from the Meßfedery, which leans on the driver b, e.g. on its arm e, and is tensioned by a flexible power transmission member g placed around the roller sector d , which is connected to the drive pulley i loosely seated on the shaft α by a drive member (sector, bolt o. The like.) h, on the other hand by a tie rod k and a spring cover / with the measuring spring / is connected.

Die Meßfeder f bezw. deren Deckel / können in beliebiger Weise, z. B. mittels einer Hülse m und einer starr am Mitnehmer b befindlichen Stange n, gleitend geführt werden, auch kann der am Mitnehmer b befindliche Rollensektor d durch eine volle Rolle ersetzt sein.The measuring spring f respectively. their cover / can be used in any way, e.g. B. by means of a sleeve m and a rigidly located on the driver b rod n, are slidably guided, and the roller sector d located on the driver b can be replaced by a full roller.

Das biegsame Kraftübertragungsglied g ist am geeignetsten eine Gliederkette, auch können mehrere derselben und mehrere Rollensektoren d, Mitnehmer b und Meßfedern f Anwendung finden.The flexible power transmission link g is most suitably a link chain, and several of the same and several roller sectors d, drivers b and measuring springs f can be used.

In den Zeichnungen ist der Kraft- und Arbeitsmesser nur beispielsweise dargestellt, es können für diesen auch beliebige andere Ausführungsformen Anwendung finden.In the drawings, the force and work meter is only shown as an example, any other desired embodiments can also be used for this.

Der Apparat wirkt wie folgt:The device works as follows:

Im Ruhezustand bildet der Mitnehmer b mit dem Antriebsglied h einen Winkel α und mit dem Rollensektor d einen Winkel β (Fig. 1).In the rest state, the driver b forms an angle α with the drive member h and an angle β with the roller sector d (FIG. 1).

Beim Meßvorgang wird das Antriebsglied h gegen den Mitnehmer b von der Riemscheibe i, entsprechend der an letzterer jeweilig wirksamen Kraftgröße, mehr oder weniger, z. B. um einen Winkel α¹, verdreht, so daß das biegsame Kraftübertragungsglied (Gliederkette) g die Meß feder / spannt bezw. diese auf ein entsprechendes Maß χ zusammendrückt und dadurch den Mitnehmer b mitsamt der Welle α antreibt, zugleich aber auch den Rollensektor d um einen entsprechenden Winkel ß¹ verdreht (Fig. 1 und 4).During the measuring process, the drive member h is more or less against the driver b from the pulley i, according to the force magnitude acting on the latter, e.g. B. rotated by an angle α ¹ , so that the flexible power transmission link (link chain) g the measuring spring / tensioned respectively. compresses this to a corresponding amount χ and thereby drives the driver b together with the shaft α , but at the same time also rotates the roller sector d by a corresponding angle ß ¹ (Fig. 1 and 4).

Da nun die von der Federspannung abhängigen Bewegungen der Meßfeder / und tiie Verdrehungswinkel α¹ und ß¹ stets proportional der jeweiligen Wellenarbeit sind, soSince the movements of the measuring spring and / or the angle of rotation α ¹ and ß ^1, which are dependent on the spring tension, are always proportional to the respective shaft work, so

■ können entweder die Meßfederbewegungen oder die Verdrehungen des Rollensektors d oder beide Mittel zugleich zum Anzeigen und Registrieren der an der Antriebsscheibe i jeweilig wirksamen Kraft benutzt werden.■ Either the measuring spring movements or the rotations of the roller sector d or both means can be used at the same time for displaying and registering the force respectively effective on the drive pulley i.

Fig. ι zeigt, wie zu diesem Zwecke beispielsweise entweder am Sektor d oder an der Federführungshülse m (oder an anderer beliebiger, den MeßfederbewegungenFig. Ι shows how for this purpose, for example, either on the sector d or on the spring guide sleeve m (or on any other, the measuring spring movements

ίο folgender Stelle) _v ein beliebiger Meßkörper, ζ. B. eine Rolle r, angeordnet ist, deren Achsenmittenentfernung vom Mittelpunkt der Welle a je nach Größe der von letzterer geleisteten Arbeit sich ändert.ίο following point) _v any measuring body, ζ. B. a role r, is arranged, the axis center distance from the center of the shaft a changes depending on the size of the work done by the latter.

Bei jeder Umdrehung der Welle α bezw. Scheibe i trifft die Rolle r einen zweiarmigen Hebel ο ο. dgl. und bringt diesen durch Abrollen auf der geeignet gestalteten Hebelschiene o¹, der jeweiligen Meßfederspannung entsprechend, mehr oder weniger zum Ausschlag. Den Rückgang des um Bolzen o² schwingenden Hebels 0 auf den Ruhepunkt o³ bewirkt eine Feder o⁴.With each revolution of the shaft α respectively. Disk i meets the roller r a two-armed lever ο ο. Like. And brings this by rolling on the suitably designed lever ^{rail o 1} , according to the respective measuring spring tension, more or less to the deflection. The fall of the ^{lever 0 swinging around bolt o 2} to the rest point o ^{3 is} caused by a spring o ⁴ .

Mit dem Hebel 0 ist nun eine beliebige,With the lever 0 you can now

z. B. aus Stange 1, Bock 2, Hebel 3, Klinke 4, Feder 5 und Schaltrad 6 bestehende Einrichtung ρ verbunden, die einen beliebigen Kraftzähler oder eine beliebige Registriervorrichtung antreibt.z. B. from rod 1, bracket 2, lever 3, pawl 4, spring 5 and ratchet 6 existing device ρ connected, which drives any power meter or any registration device.

Zum jederzeitigen Ablesen der jeweilig an der Welle α wirkenden Kraft bezw. der Meßfederspannung kann beispielsweise das feststehende, mit Kilogrammskala 7 versehene Lineal q dienen, auf dem der durch Stange 8 bewegte Schieber 9 gleitet. Der verstellbare zweite Schieber 10 wird beim Messen von Hand auf die zwei Knaggen 11 des Schiebers 9 gedrückt und hierauf von diesen bis zu der der jeweiligen Wellenarbeit entsprechenden Höhe gehoben, in der er verharrt, so daß die Spannung der Meßfeder / in Kilogrammen mittels der Zunge 12 des Schiebers io an der Skala 7 ohne weiteres abgelesen werden kann.For reading at any time the respective force acting on the shaft α respectively. the measuring spring tension can be used, for example, by the fixed ruler q provided with a kilogram scale 7, on which the slide 9 moved by the rod 8 slides. The adjustable second slide 10 is pressed by hand on the two lugs 11 of the slide 9 when measuring and then lifted by these to the height corresponding to the respective wave work, in which it remains so that the tension of the measuring spring / in kilograms by means of the tongue 12 of the slide io can be read off the scale 7 without further ado.

Fig. 2 zeigt den Kraftmesser nach Fig. 1 mit einer Einrichtung zum Ausgleichen der Fliehkraft der Meßfeder / bei großer Umdrehungszahl der Welle a. Zu diesem Zweck ist am Sektor d ein auf dessen Verdrehung um Zapfen c hinwirkender und dadurch der Fliehkraft der Meßfeder/ entgegenstrebender Fliehkörper s angeordnet, dessen Fliehkraft wiederum eine zwischen ihm oder dem Sektor d und dem Mitnehmer b angeordnete Feder t entgegenwirkt.Fig. 2 shows the dynamometer according to Fig. 1 with a device for compensating the centrifugal force of the measuring spring / at a high number of revolutions of the shaft a. For this purpose, the sector d a c on its rotation about pins hinwirkender and thereby the centrifugal force of the measuring spring / counter aspiring centrifugal arranged s, the centrifugal force again t counteracts a d between him or sector and the driver b arranged spring.

Die Fliehkraft der Meßfeder f sucht diese achsial zu dehnen, nimmt jedoch mit dem Maße des Zusammendrückens der letzteren ab; die den Fliehkörper s belastende Feder t ist daher bestimmt, die in ersterem sowie in der Meßfeder/ auftretenden Fliehkräfte jederzeit im Gleichgewicht zu halten, so daß diese ohne Einfluß auf die Kraftmessung bleiben.The centrifugal force of the measuring spring f tries to stretch it axially, but decreases with the degree of compression of the latter; the spring t loading the centrifugal body s is therefore intended to keep the centrifugal forces occurring in the former and in the measuring spring / in equilibrium at all times, so that they have no influence on the force measurement.

Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Kräftmesser, sowie eine weitere Ausführungsform der Anzeige- und Registriervorrichtung.Fig. 3 shows a vertical section through the force meter, as well as a further embodiment the display and registration device.

Am Federdeckel / ist Stange 13 angeordnet, die mittels des am Mitnehmer b schwingenden Kniehebels 14 und der Stange 15 eine durch einen Stift 16 vom Mitnehmer b in Umdrehung gehaltene Hülse 17 den Bewegungen der Meßfeder_/ entsprechend achsial auf der Welle α verschiebt. Die Hülse 17 trägt zwei Bunde 18, zwischen denen der Ring 19 angeordnet ist, dessen beide seitliche Zapfen 20 den um den Bolzen 21 schwingenden Zeiger 22 steuern, der die Spannung der Meßfeder f bezw. die an der durch den Stellring V- gesicherten losen Antriebsscheibe i jeweilig wirksame Kraft in Kilogrammen jederzeit an der Skala 7 anzeigt.:On the spring cover / rod 13 is arranged, which by means of the toggle lever 14 swinging on the driver b and the rod 15 moves a sleeve 17 held in rotation by a pin 16 from the driver b to the movements of the measuring spring / corresponding axially on the shaft α . The sleeve 17 carries two collars 18, between which the ring 19 is arranged, the two lateral pins 20 of which control the pointer 22 swinging around the bolt 21, which respectively the tension of the measuring spring f. the respective effective force on the loose drive pulley i secured by the adjusting ring V- shows in kilograms on the scale 7 at all times:

Mit dem Zeiger 22 kann in bekannter Weise ein Schreibstift 23 verbunden sein, der die Kraftschwankungen auf dem um die Trommel 24 gelegten Papierstreifen registriert. Letztere wird durch eine Schnur 25 und zwei Scheiben 26, sowie durch eine in der Kapsel 27 befindliche Räderübersetzung in langsame, der Tourenzahl der Welle α proportionale Umdrehung versetzt.With the pointer 22 a pen 23 can be connected in a known manner, which registers the force fluctuations on the paper strip placed around the drum 24. The latter is set in a slow rotation proportional to the number of revolutions of the shaft α by a cord 25 and two disks 26, as well as by a gear transmission located in the capsule 27.

Fig. 4 zeigt den Kraftmesser mit einem die Kraftwechsel anzeigenden, durch die Bewegungen des biegsamen Übertragungsgliedes g (Gliederkette) gesteuerten Exzenter u, das mittels Bolzen 29 am Sektor d drehbar befestigt ist und mittels der Exzenterbügel 28 und der Stange 1 auf das Schaltwerk ρ einer beliebigen Anzeige- und Registriervorrichtung einwirkt. Der Exzenterring 30 trägt ein auf dem mit seiner Nabe 32 lose auf der Welle a sitzenden Backenstück 33 verschiebbares Gleitstück 31.Fig. 4 shows the dynamometer with an eccentric u, which shows the force change and is controlled by the movements of the flexible transmission link g (link chain) , which is rotatably fastened to the sector d by means of bolts 29 and to the switching mechanism ρ a by means of the eccentric bracket 28 and the rod 1 any display and registration device acts. The eccentric ring 30 carries a slider 31 which is displaceable on the cheek piece 33, which sits loosely on the shaft a with its hub 32.

Je mehr die Welle α und die Meßfeder / belastet sind, desto größer ist die Verdrehung des Sektors d und der Hub des Exzenters u sowie der Vorschub des Schaltrades 6.The more the shaft α and the measuring spring / are loaded, the greater the rotation of the sector d and the stroke of the eccentric u as well as the advance of the indexing wheel 6.

Fig. 5 zeigt den Kraftmesser bei unbelasteter oder ruhender Welle a, wobei das Exzentermittel in die Mitte der Welle α fällt.Fig. 5 shows the dynamometer with an unloaded or stationary shaft a, the eccentric means falling in the center of the shaft α.

Das Exzenter u kann unmittelbar mit seinem Ring 30 auf der Schiene o¹ des Registrierhebels. 0 gleiten und so auf das Schaltwerk ρ einwirken.The eccentric u can directly with its ring 30 on the rail o ^{1 of} the registration lever. 0 slide and thus act on the switching mechanism ρ.

Der Bolzen h (Fig. 1 bis 3) kann nach Fig. 4 und 5 durch ein an der losen Riemscheibe i befestigtes, das biegsame Kraftübertragungsglied g zum Rollensektor oder zur Rolle d tangential leitendes Segment h ersetzt werden. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß sich das Übertragungsglied g auf der Sektorscheibe d unter stets gleichem Tangentialwinkel auf- bezw. abwickelt.The bolt h (Fig. 1 to 3) can be replaced according to Fig. 4 and 5 by a fixed to the loose pulley i , the flexible power transmission member g to the roller sector or to the roller d tangentially conductive segment h . This has the advantage that the transmission element g is located on the sector disk d at always the same tangential angle. unwinds.

Die mit der Welle sich drehenden Meßteile können in beliebiger Weise ausbalanciert werden. The measuring parts rotating with the shaft can be balanced in any way.

Die Skala 7 (Fig. 1 und 3) wird einfach durch unmittelbares Belasten des Umfanges der Riemscheibe i bei festgelegter Welle a ermittelt.The scale 7 (Fig. 1 and 3) is determined simply by directly loading the circumference of the pulley i with a fixed shaft a .

Für die sich drehende Welle α ist, wenn D der Durchmesser der Riemscheibe i in Metern, P deren an der Skala 7 oder am Zählwerk abzulesender wirksamer Riemenzug in Kilogrammen, η die minutliche Wellenumdrehungszahl ist, der Widerstand der Welle a oder deren abgegebene ArbeitFor the rotating shaft α , if D is the diameter of the pulley i in meters, P is the effective belt tension to be read on the scale 7 or on the counter in kilograms, η is the minute shaft speed, the resistance of shaft a or the work done

L — L -

P-ηP-η

6o
oder6o
or

SekundenmeterkilogrammSecond meter kilogram

Pferdestärken.Horsepower.

Bekannten Kraft-und Arbeitsmessern gegenüber hat der hier beschriebene den Vorzug, daß die Spannung der Meßfeder f durch das biegsame Übertragungsglied (GliederketteCompared to known force and work knives, the one described here has the advantage that the tension of the measuring spring f is effected by the flexible transmission link (link chain

o. dgl.) g unmittelbar tangential auf den Rollensektor d bezw. auf die Leitrolle d des biegsamen Gliedes g übertragen wird und dadurch die zu Anzeige- und Registrierzwecken dienenden Winkelverdrehungen ß¹ der Leitrolle d bezw. des Sektors d der Spannung der Meß feder f entsprechend ganz gleichmäßige werden, ferner durch Ausgleichen der Fliehkräfte der Meßfeder f deren Spannung hierdurch stets genau der an der Antriebsscheibe i angreifenden Kraftgröße entspricht, demzufolge der Meßvorgang in genauerer Weise als bei den bisher bekannten Dynamometern erfolgt, auch durch Anwendung einfachster Mittel die Reibungswiderstände vermindert sind und ebenfalls die Bewegungen der Meß feder/" unmittelbar zu Anzeige- und Registrierzwecken benutzt werden können.o. The like.) g directly tangential to the roller sector d respectively. is transferred to the guide roller d of the flexible member g and thereby serving for display and registration purposes angular rotations ß ^{1 of} the guide roller d respectively. of the sector d corresponding to the tension of the measuring spring f become quite uniform, furthermore, by balancing the centrifugal forces of the measuring spring f, the tension of which always corresponds exactly to the force magnitude acting on the drive pulley i , so that the measuring process takes place in a more precise manner than with the previously known dynamometers, even by using the simplest means, the frictional resistances are reduced and also the movements of the measuring spring / "can be used directly for display and registration purposes.

Dem Kraftmesser nach Patentschrift 153590 gegenüber hat der hier beschriebene den Vorteil, daß das zwischen treibender und getriebener Scheibe eingeschaltete Zahnrädergetriebe fortfällt.Compared to the dynamometer according to patent specification 153590, the one described here has the advantage that the gear drive switched on between the driving and driven pulley no longer applies.

Claims

Patent Claims:

I. Force and working meter for rotating shafts with a recording device which shows the exerted force size by compressing a measuring spring, characterized in that the connection of the measuring spring (f) with the one on the drive pulley (a) o (o link chains, steel strip. like. g). the like attached tension member. (h) directly by means of a flexible force transmitting member takes place, running over a sector or solid disk (d) which at the fixedly connected to the shaft (a) driver ( b) is rotatably attached. .

2. Force and work meter according to claim i, characterized in that at a the centrifugal force of the measuring spring ff) exciting minute high number of revolutions of the shaft (a) on the sector or solid disk (d) a centrifugal force of the measuring spring compensating centrifugal body (s , Fig. 2) is arranged.

3. Force and work meter according to claim i, characterized in that one between the centrifugal body (s) and the driver (b) driven by the measuring spring (f ) switched on tension spring (t, Fig. 2) balancing the measuring spring (f) supports.

4. Force and work meter according to claim ι, characterized in that one on the sector or full disk (d) attached roller (r, Fig. 1) in the rotation of this disk (d) caused by the force transmission member (g ) their distance changed by the shaft (a) and thereby affects the deflection size of the registration lever (0) .

5. Force and work meter according to An-Spruch ι, characterized in that a pin (29, Fig. 4 and 5) attached to the sector or solid disk (d ) corresponding to the respective ^ rotation caused by the force transmission member (g) Disc (d) acts on the adjustment of an eccentric disc (30) which can be moved on the shaft (a ) and thus acts on the display and registration mechanism.

6. engines and knife according to claim I, characterized in that the flexible force transmission member (G) attached to the Riemscheibe (i) o. The like. By this, h with an involute curve of the former provided traction body (FIG. 4 and 5) is connected, for the purpose of unwinding or winding up the power transmission element (g) on the sector or solid disk (d) with always the same tangential angle.

1 sheet of drawings.