DE190832C

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Publication number: DE190832C
Application number: DENDAT190832D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

;' Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Auflagepressungen und Beanspruchungen fester Körper.

Um die Kraft, die irgendein Stützpunkt aufzunehmen hat, zu messen, kann man bekanntlich im allgemeinen derart verfahren, daß • man die Kraft, die die Stütze belastet, unter Entlastung dieser Stütze durch eine meßbare Gegenkraft auffängt. Kann man hierbei die

ίο Stütze zum Zwecke ihrer Entlastung entfernen, so daß der Tragkörper der Meßvorrichtung genau an ihre Stelle tritt, so liegt keine Schwierigkeit vor; ist das aber nicht der Fall, so muß der zu messende Gegendruck des Tragkörpers der Meß vorrichtung so lange gesteigert werden, bis die Entlastung der Stütze eintritt. Wird diese Grenze überschritten, so entsteht eine Lagenänderung des Stützpunkts in einer der Belastung entgegengesetzten Richtung. Diese Lagenänderung wirkt in dem Falle nicht schädlich, wo die Last überhaupt nur von einer Stütze getragen wird. Ist aber die Stütze, deren Druck gemessen werden soll, eine von mehreren, so ändert sich im allgemeinen durch eine Lagenänderung des einen Stützpunkts auch die Druckverteilung auf die einzelnen Stützen. Das Meßverfahren kann also nur dann angewendet werden, wenn die Messung in dem Augenblicke erfolgen kann, wo der Gegendruck gleich dem ursprünglichen Stützdruck wird.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung, die es ermöglicht, diesen Zeitpunkt und die Größe des zu diesem Zeitpunkte erreichten Gegendrucks zu ermitteln.

In Fig. ι ist als Beispiel eine Ausführung^- form dargestellt, die sich zum Messen des Druckes eines Lokomotivrads auf die Schiene eignet.

Das Rad b kann durch einen Kolben a, der sich in einem auf dem Schienenflansch d gelagerten Preßzylinder c bewegt, angehoben werden, wenn mittels eines Handrads e eine Schraubenspindel j in einen mit dem Zylinderraum c durch einen Kanal g verbundenen Stutzen h hineingepreßt wird, während sämtliche Hohlräume mit einer Flüssigkeit ausgefüllt sind. An dem Stutzen h ist ein mit dem Zylinderinnern verbundener Indikator i angebracht, dessen Trommel k vom Kolben α oder von der Spindel f aus durch Schnurtrieb in bekannter Weise bewegt wird, so daß die Größe der Drehung des Trommelumfangs stets dasselbe Vielfache des Kolbenwegs ist. Setzt man also, während der Kolben α mittels des Handrads e bewegt wird, den Indikator in Tätigkeit, so wird durch dessen Stift auf der Trommel k ein Diagramm aufgeschrieben, dessen Druckkurve zunächst ansteigt, und zwar entsprechend dem zunehmenden Druck im Zylinderraum und dem Formänderungsgesetz der tragenden Teile.

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In dem Augenblicke völliger Entlastung des Schienenkopfs 1 ist diese Formänderung im wesentlichen abgeschlossen, und es setzt bei weiterem Anheben des Kolbens α die Formänderung der den Achsdruck überträgenden Federn ein, die entsprechend der größer werdenden Gegenkraft stärker zusammengedrückt werden. Der weitere Verlauf des Diagramms von dem Augenblicke völliger Entlastung an

ίο entspricht also im wesentlichen der Formänderung der Federn. Bei der Verschiedenheit der Formänderungsgesetze der starren tragenden Teile und der Federn zeigt die Kurve an der Stelle gänzlicher Entlastung der Stütze einen deutlichen Knick, so daß der zu diesem Zeitpunkt herrschende Gegendruck aus dem Diagramm abgelesen'werden kann.
• Ist die Hubvorrichtung nach Fig. 1 angeordnet, so zeigt der Indikator im Augenblicke vollständiger Entlastung eine Kraft an, die um ein Geringes kleiner ist als der zu bestimmende Raddruck auf die Schiene, weil der Angriffspunkt des Kolbens α etwas weiter von der Achsenmitte entfernt liegt als der Berührungspunkt zwischen Rad und Schiene. Man kann diesem Übelstand abhelfen, indem man gleichzeitig zwei gleiche und symmetrisch zur Gleismitte angeordnete Kolben in Tätigkeit setzt, oder indem man das Meßergebnis rechnerisch verbessert. Beide Maßnahmen aber können durch die in Fig. 2 und 3 dargestellte Anordnung entbehrlich gemacht werden. Der Kolben a ist mit einer Gabel versehen, deren Zinken I und m die Schiene d umfassen und das Rad b stützen, so daß die Resultierende der Auflagerdrucke durch die Schienenmitte geht. Der Zylinder c stützt sich hierbei auf einen Träger n, der mit zwei Zapfen 0 in den Gehängen p ruht, die an der Schiene d aufgehängt sind.

Die Anordnung der Zapfen 0 hat den Vorteil, daß durch ihre Drehbarkeit ein ständiges gleichzeitiges Anliegen beider Zinken·/ und m gegen das Rad b während der Hubbewegung gesichert wird.

Zur Sicherung der Lage des Rades während des Meßvorganges kann es wünschenswert erscheinen, das Rad an mehreren Punkten seines Umfanges zu stützen, indem man einen Kolben a mit zwei Stützpunkten q und r, wie Fig. 4 zeigt, anordnet, oder indem man etwa die Zinke I aus Fig. 2 am tiefsten Punkte des Rades angreifen läßt, die Zinke m jedoch doppelt ausführt und je eine zu beiden Seiten des senkrechten Durchmessers anbringt, so daß das Rad auf drei Punkten ruht. Um in einem solchen Falle ein stets gleichmäßiges Anlegen der beiden, symmetrischen Stützen an die Radbandage zu erzielen, empfiehlt es sich, diese, beiden Stützen um eine senkrecht zur Radebene gerichtete Achse schwingend anzuordnen. In Fig. 4 sind zu diesem Zwecke die Stützpunkte q und r durch eine Schwinge s vereinigt, die auf dem Kolben α mittels eines Gelenks, z. B. der Schneide t, gelagert ist.

Vorteilhaft ist es hierbei, die Anordnung so zu treffen, daß sich das System statt im labilen im stabilen Gleichgewicht befindet. Zu diesem Zwecke muß der Drehpunkt t höher Hegen als der Mittelpunkt des Rades b. Das kann entweder dadurch geschehen, daß das Gelenk t zu beiden Seiten des Rades über dem Radmittelpunkte angeordnet wird, wie Fig. 5 es zeigt, oder es kann die Lagerung der Schwinge s in einem Zylinder u (Fig. 6) erfolgen, der um einen oberhalb der Stützpunkte liegenden Mittelpunkt gekrümmt ist, wobei zur Verringerung der Reibung die Lagerung unter Benutzung von Walzen oder Kugeln υ geschehen kann.

Um die Stützpunkte aus Fig. 3 auch bei Abweichungen im Raddurchmesser an den Radumfang anpassen zu können, kann man die zwei Zinken m um Bolzen w drehbar machen und sie durch eine geteilte Gewindestange χ verbinden, durch die sie mit Hilfe der Mutter y einander genähert und voneinander entfernt werden können.

Der Druck, den der Kolben α in Fig. 1 empfängt, ist wegen der Abschrägung der Lauffläche des Rades schräg gegen seine Bewegungsrichtung gerichtet; es wird also im Kolben ein Kippmoment hervorgerufen, das die Dichtung zwischen dem Zylinder c und dem Kolben α ungünstig beeinflußt. Dieses Kippmoment kann durch die in Fig. 7 dargestellte Anordnung vermieden werden. In dem Zylinder c ist eine Führung ζ angebracht, in der ein loser Stützkörper a¹ parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens a mit möglichst geringer Reibung gleitet. Dieser Stützkörper a¹ ruht auf dem Boden des hohl ausgeführten Kolbens α und kann nur senkrechte Kräfte auf diesen übertragen. *

In gleicher Weise kann die Vorrichtung zum Messen innerer Beanspruchungen tragender Teile angeordnet und benutzt werden, z. B. zur Feststellung der Beanspruchung eines Gitter-Stabes, indem der zu untersuchende Teil durch die Gegenkraft entlastet und aus dem durch den Indikator aufgezeichneten Diagramm der Zeitpunkt entnommen wird, zu dem die völlige Aufhebung der Beanspruchung durch die Gegenkraft erfolgt war. Das Diagramm ergibt dann die in diesem Augenblick vorhandene Kraftgröße.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Vorrichtung zum Messen von Auflagepressungen und Beanspruchungen fester Körper mit einer die Messung der sie durchfließenden Kraft gestattenden Hubvorrichtung, mittels der die zu messende Kraft durch eine beliebig zu steigernde Gegenkraft allmählich aufgehoben werden kann, da-

durch gekennzeichnet, daß mit der Hubvorrichtung eine den Weg ihres beweglichen Teiles (a) angebende Indikatorvorrichtung (i, k) verbunden ist, die die Beziehung der hebenden Kraft zu diesem Wege und den Augenblick völliger Entlastung des Auflagers, der sich durch eine plötzliche Richtungsänderung der Kraftkurve kennzeichnet, angibt, so daß hieraus die Größe der in diesem Augenblicke einander gleichen Kräfte ermittelt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch ι zum Messen von Schienenbelastungen, gekennzeichnet durch eine die Schiene von unten umfassende, von dem Hubkörper getragene Gabel, die mit ihren beiden Zinken (I, m) die Last derart stützt, daß der resultierende Stützdruck der Gabel durch die Schienenmitte geht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,. dadurch gekennzeichnet,. daß die Gabel zum Zwecke der Sicherung des gleichmäßigen Andruckes beider Gabelzinken in Zapfen (0) drehbar gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Messen von Raddrücken mit zwei in einer parallel zur Radebene liegenden Ebene angeordneten Auflagerpunkten für das Rad, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflagerpunkte (m) die Endpunkte zweier um wagerechte Achsen (w) drehbarer Hebel dienen, die durch eine gemeinsame Stellvorrichtung (x, y) gleichzeitig verstellt werden können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Messen schräg gegen die Bewegung der Hubvorrichtung wirkender Drucke, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hubvorrichtung (a) und der Auflagerfläche ein loser, in Richtung der Hubbewegung geführter Körper (a¹) angeordnet ist, zum Zwecke, ein kippendes Moment im Hubkörper (a) zu vermeiden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.