DE175914C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 175914 KLASSE 42 Ie. GRUPPE- M 175914 CLASS 42 Ie. GROUP

Das vorliegende Dynamometer dient zum Messen von Zug- und Schubkräften, die fortwährenden größeren oder geringeren Schwankungen unterworfen sind, wie solcheThis dynamometer is used to measure tensile and shear forces that are subject to continuous greater or lesser fluctuations, such as such

z. B. bei der Untersuchung des Widerstandes von bewegten Schiffsmodellen und der Zugkraft von in Drehung versetzten Schiffsschraubenmodellen auftreten. Die Kraft wird als Summe oder Differenz zweier Belastungenz. B. when examining the resistance of moving ship models and the pulling force of rotating ship propeller models occur. The force is expressed as the sum or difference of two loads

ίο gemessen, von denen die eine eine bestimmte bekannte unveränderliche Größe besitzt, während die andere jeweils den Überschuß der Kraft über diese Größe bezw. den Überschuß der unveränderlichen Belastung über die Kraft hinaus darstellt.ίο measured, one of which a certain known invariable size, while the other each has the excess of Force over this size respectively. the excess of the invariable load over the force also represents.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in jedem Augenblick die Zusatzbelastung den Kraftschwankungen entsprechend selbsttätig vergrößert bezw. verkleinert wird und ihre Größe sich selbsttätig registriert, wobei dem die Kraft ausübenden Gegenstande nur eine ganz bestimmte, sehr geringe Relativbewegung gegen das Dynamometer gestattet ist. Die unveränderliche Kraft wird mittels einer gewöhnlichen Hebelwage mit Gewichtsbelastung gemessen, die veränderliche Kraft wird in an sich bekannter Weise von einer Feder aufgenommen und durch die Dehnung dieser Feder gemessen. Um der Kraft nur eine ganz geringe Bewegung gegen das Dynamometer zu gestatten, wird ferner, wie ebenfalls an sich bekannt, demjenigen Ende der Feder, an dem die Kraft angreift, nur eine ganz geringe Bewegung gestattet und werden die den Kraftschwankungen entsprechenden Spannungs- bezw. Längenänderungen der Feder durch entsprechende Bewegung ihres anderen Endes bewirkt. Diese Bewegung geschieht in der üblichen Weise durch eine auf elektromotorischem Wege umsteuerbar angetriebene Schraube, deren Drehung, je nachdem die Kraft wächst oder abnimmt, in der einen oder anderen Richtung erfolgt. Es ist bereits ein Apparat bekannt geworden, bei dem die Verschraubung mittels eines ununterbrochen in einer Richtung umlaufenden Motors bewirkt wird, unter Einschaltung eines Wendegetriebes. Man hat mit dem vorderen Ende der Feder ein Kontaktstück verbunden, das mit ganz geringem Spielraum zwischen zwei festen Kontakten angeordnet ist und das, je nachdem es mit dem einen oder anderen Kontakt in Berührung tritt, einen von zwei Stromkreisen schließt, durch deren Wirkung in entsprechenden Elektromagneten das Wendegetriebe derart gesteuert wird, daß die Schraube in der einen oder anderen Richtung umläuft. Hiervon abweichend wird bei dem vorliegenden Apparat der Motor selbst durch Umkehrung der Stromrichtung umgesteuert. Hieraus und aus dem Umstände, daß die bewegten Teile sehr leicht sein können, da nur der kleinere Teil der Kraft durch die Feder gemessen wird, ergibt sich der Vorteil, daß der Apparat eine bisherThe essence of the invention is that at every moment the additional burden the force fluctuations according to automatically enlarged respectively. is reduced and its size is registered automatically, whereby the object exerting the force only allows a very specific, very slight relative movement against the dynamometer is. The constant force is measured by means of an ordinary lever balance with a weight load, the variable force is absorbed by a spring in a manner known per se and by the stretching measured this spring. In order to allow the force only a very slight movement against the dynamometer, it is also explained how also known per se, only that end of the spring on which the force acts a very small movement is permitted and the fluctuations in force will be appropriate Voltage resp. Changes in length of the spring caused by corresponding movement of its other end. These Movement is done in the usual way by a screw driven reversibly by an electric motor, whose Rotation, as the force increases or decreases, in one direction or the other he follows. An apparatus has already become known in which the screw connection by means of a continuously in one direction rotating motor is effected, with the engagement of a reversing gear. One has connected to the front end of the spring a contact piece, which with very little Space between two fixed contacts is arranged and that, depending on it with one or the other contact comes into contact, closes one of two circuits, through their action in corresponding electromagnets the reversing gear is controlled such that the Screw turns in one direction or the other. Deviating from this is the The present apparatus reverses the motor itself by reversing the direction of the current. From this and from the fact that the moving parts are very light can, since only the smaller part of the force is measured by the spring, results the advantage that the apparatus is a previously

unerreichte Empfindlichkeit besitzt. Versuche haben io bis 15 Umsteuerungen in der Sekunde ergeben.possesses unmatched sensitivity. Attempts have io to 15 reversals per second result.

Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 und 2 Ausführungsformen des Dynamometers in schematischer ■ Darstellung.The drawing illustrates in FIGS. 1 and 2 embodiments of the dynamometer in a schematic ■ representation.

Die zu messende Kraft ρ greift an dem unteren Ende eines senkrecht angeordneten gleicharmigen Hebels α an. Auf das obere Ende wirkt der senkrechte Arm b¹ eines vollständig ausgeglichenen dreiarmigen, als Wagebalken dienenden Hebels b, dessen einer wagerechter Arm b² die dem größeren Teile der Kraft ρ das Gleichgewicht haltende Be- The force ρ to be measured acts on the lower end of a vertically arranged equal-armed lever α . The vertical arm b ^{1 of} a fully balanced three-armed lever b, which acts as a balance beam, acts on the upper end, one horizontal arm b ^{2 of} which is responsible for keeping the greater part of the force ρ in equilibrium.

i*5 lastung / aufnimmt. An dem oberen Ende des Hebels α greift ferner die Spannung einer Federe an, die fortwährend derart geregelt wird, daß die Summe der Belastung I des Wagebalkens b und der Spannung der Feder c der Kraft ρ entspricht. Diese Regelung vollzieht sich in der folgenden Weise: Das dem Hebel α abgewendete Ende der Feder c ist mit einer Schraubenspindel h verbunden, die durch in der einen oder anderen Richtung erfolgende Drehung einer mit einem umsteuerbaren Elektromotor f direkt gekuppelten Büchse g in ihrer Längsrichtung hin- und herverschoben werden kann. Dabei wird die Drehung und damit die Spannung der Feder vergrößert oder verkleinert, da dem vorderen Ende der Feder nur eine ganz bestimmte kleine Bewegung gestattet wird. Das Ende des Hebels α trägt zu diesem Zweck einen Anschlag e, der zwisehen zwei einstellbaren festen Anschlägen d, d¹ liegt, so daß der Hebel α nur zwischen den Anschlägen d, d¹ hin- und herschwingen kann. Die Anschläge d, d¹ und e sind als Kontakte zum Schließen der beiden Stromkreise des Elektromotors für Vor- und Rückwärtsgang ausgebildet. Je nachdem der eine oder andere Kontakt geschlossen ist, läuft der Motor in der einen oder anderen Richtung um, bei der Zwischenstellung, in der ein Kontakt nicht stattfindet, steht der Motor still. Der Ausschlag zwischen den Anschlägen soll nur den Bruchteil eines Millimeters betragen, einmal, um die Empfindlichkeit der Messungen möglichst groß zu machen, dann aber auch deshalb, um das Dynamometer und den die zu messende Kraft ausübenden Körper in möglichst vollkommener Ruhe zu erhalten. Es ist dies besonders bei den bekannten Schleppversuchen zur Messung des Widerstandes von bewegten Schiffsmodellen und der Zugkraft von in Drehung versetzten Schiffsschraubenmodellen von Wichtigkeit, wobei das Schiffsmodell mittels des Hebels a durch einen das Dynamometer tragenden, über dem Versuchskanal entlang fahrenden Wagen geschleppt wird; die geringe Ausschlagbegrenzung des Hebels α macht es nun möglich, das Modell an jeder Geschwindigkeitsänderung des Schleppwagens sofort teilnehmen zu lassen, und verhindert ein Hineinlaufen des Modelies in die an einer besonderen Vorrichtung hinter ihm gelagerten und mit ihm bewegten Schraubenmodelle.i * 5 load / absorbs. At the upper end of the lever α also acts on the tension of a spring which is continuously regulated in such a way that the sum of the load I on the balance beam b and the tension on the spring c corresponds to the force ρ. This regulation takes place in the following way: The end of the spring c facing away from the lever α is connected to a screw spindle h which, by rotating in one direction or the other, a bushing g directly coupled to a reversible electric motor f in its longitudinal direction. and can be pushed out. The rotation and thus the tension of the spring is increased or decreased, since the front end of the spring is only allowed a very specific small movement. The end of the lever α carries a stop e for this purpose, which lies between two adjustable fixed stops d, d ¹ , so that the lever α can only swing back and forth between the stops d, d ^1. The stops d, d ¹ and e are designed as contacts for closing the two circuits of the electric motor for forward and reverse gear. Depending on whether one or the other contact is closed, the motor rotates in one direction or the other; in the intermediate position in which there is no contact, the motor stands still. The deflection between the stops should only be a fraction of a millimeter, on the one hand to make the sensitivity of the measurements as high as possible, but also to keep the dynamometer and the body exerting the force to be measured as completely calm as possible. This is particularly important in the known towing tests for measuring the resistance of moving ship models and the tensile force of rotating ship propeller models, the ship model being towed by means of the lever a through a car carrying the dynamometer and traveling along the test channel; The small deflection limit of the lever α now makes it possible to let the model participate immediately in every speed change of the towing vehicle, and prevents the model from running into the screw models stored on a special device behind it and moved with it.

Die veränderliche Spannung der Feder wird auf einem beispielsweise auf einer Walze i angeordneten Registrierstreifen aufgezeichnet. Jedes Ende der Feder ist mit einem Schreibstift verbunden, damit auch die geringen Bewegungen des vorderen Endes der Feder zwecks Erhöhung der Genauigkeit der Anzeige berücksichtigt werden. In jedem Zeitpunkt ist die' Spannung der Feder proportional der Entfernung der beiden durch die Schreibstifte in diesem Zeitpunkt aufgezeichneten Punkte.The variable tension of the spring is recorded on a recording strip arranged, for example, on a roller i. Each end of the nib is connected to a pen so that the slight movements of the front end of the nib can also be taken into account to increase the accuracy of the display. At any point in time, the tension of the pen is proportional to the distance between the two points recorded by the pens at that point in time.

Der Wagebalken b³ wird zum Tarieren der Feder c benutzt, die zu diesem Zwecke mit dem Arme b¹ auf Zug verbunden werden muß.The balance beam b ³ is used to tare the spring c , which for this purpose must be connected to the arm b ^{1 on train.}

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Herstellung einer besonderen Verbindung auf Zug zum Zwecke des Tarierens der Feder nicht erforderlich. Der Arm b¹ des Wagebalkens b umfaßt das obere Ende des Hebels α mittels einer Gabel, deren Schenkel an ihren Innenseiten je eine Schneide r bezw. s tragen. Die Zugstange der Feder c umfaßt ebenfalls gabelförmig den Arm b¹ und ist wie bei Fig. 1 mit dem oberen Ende des Hebels α verbunden. Wird der Arm b² der Wage b belastet, wie dies zum Zwecke des Tarierens der Feder geschehen muß, so legt sich die Schneide r gegen den Hebel a, bei Belastung des Armes b^s die Schneide s. Durch diese Anordnung ist auch die Möglichkeit geboten, eine Kraft, die am Hebel α umgekehrt angreift, wie bei Fig. 1 angenommen, als Differenz einer konstanten und einer veränderlichen Belastung zu messen, indem man an den Wagebalken b'² ein Gewicht / anhängt, das größer ist als die zu messende Kraft.In the embodiment according to FIG. 2, the production of a special connection on train for the purpose of taring the spring is not necessary. The arm b ^{1 of} the carriage beam b comprises the upper end of the lever α by means of a fork, the legs of which on their insides each have a cutter r respectively. s wear. The pull rod of the spring c also comprises the arm b ^{1 in the form of a} fork and, as in FIG. 1, is connected to the upper end of the lever α . If the arm b ^{2 of} the balance b is loaded, as must be done for the purpose of taring the spring, the cutter r rests against the lever a, and when the arm b ^{s is} loaded, the cutter s. This arrangement also offers the possibility To measure a force that acts on the lever α inversely, as assumed in FIG. 1, as the difference between a constant and a variable load by attaching a weight / to the balance beam b ' ² which is greater than the force to be measured .

Claims

Patent Claims:

i. Dynamometer for determining variable tensile and shear forces using Balance beam by measuring the sum or difference of a given immutable Main load and a variable additional load, characterized that the additional load acting at the other end of the balance beam is at every moment in relation to adjusts its size automatically, with the object exerting the force only a certain, very small relative

movement against the dynamometer is permitted.

2. Dynamometer according to claim i, characterized in that the invariable load in the form of weights (I) acts on a balance beam, while the variable additional load is formed by the more or less large tension of a spring (c) , which in a known manner by an electric motor (f) that moves in one or the other direction and that moves a screw (Ji ) in one direction or the other with a screw (Ji) tensioned or tensioned by means of a bushing (g) which comes into effect when the force to be measured fluctuates. is relaxed.

3. Dynamometer according to claim 2, characterized in that the electric motor (f) is set in circulation in one direction or the other by closing one of two contacts (d, d ^l ) by the dynamometer lever (a).

4. Dynamometer according to claim 2, characterized in that the positions both ends of the spring are recorded in order to compensate for the slight fluctuations in the To take dynamometer lever into account.

1 sheet of drawings.

Berlin, printed in the Reichsdruckerei.