DE318396C

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Publication number: DE318396C
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Bei. Messungen an Arbeitsmaschinen mittels eines Dynamometers wird stets nur die Messung- der jeweils zu übertragenden Kraft, höchstens noch der Arbeit, durchgeführt und gelegentlich auch eine Registrierung der erhaltenen Aufzeichnungen zwecks wissenschaftlicher oder, praktischer Verwertung der Resultate vorgenommen.At. Measurements on work machines by means of a dynamometer are always only the Measurement of the force to be transmitted, at most the work, carried out and occasionally also a registration of the received records for the purpose of scientific or, practical utilization of the results.

Solche Registrierungen werden vermöge der Ausbildung der Dynamometer und der angeschlossenen Registrierapparate nur in be-Such registrations are made possible by the training of the dynamometer and the connected ones Recorders only in

. . sonderen Fällen vorgenommen, da die bisher bekannten Dynamometerkonstruktionen entweder nur ein bloßes Sichtbarmachen der zu messenden Größen gestatten oder, sofern sie sich auch für Registrierung eignen, ihrer Konstruktion nach für konstante, in großen Intervallen um größere' Beträge schwankende .Belastungen in Betracht kommen.
■20 Bei vielen Arbeitsmaschinen und gerade bei solchen, welche ihrer völlig unregelmäßig verlaufenden Arbei'tsverhältnisse wegen der Untersuchung am meisten bedürfen, ist es aber unerläßlich, um den Verlauf der Kraftbedarfs- und sonstigen Verhältnisse der Arbeitsmaschine zu studieren, fortlaufende Aufzeichnungen nicht nur über Kraft und Arbeit, sondern namentlich, auch über die jeweilige Leistung, die durchschnittliche Leistung und die während einer Zeitspanne verzehrte Arbeitsmenge zu erhalten.. . made in special cases, since the previously known dynamometer constructions either only allow a simple visualization of the quantities to be measured or, if they are also suitable for registration, their construction is suitable for constant loads fluctuating by larger amounts at large intervals.
With many work machines and especially with those that most need their completely irregular working conditions because of the investigation, it is essential to study the progression of the power requirement and other conditions of the work machine, continuous records not only about power and work, but also specifically through the respective performance, the average performance and the amount of work consumed during a period of time.

Diesen sich aus der wissenschaftlichen Untersuchung von Arbeitsmaschinen ergebenden Forderungen kann mittels des den Gegenstand der Erfindung bildenden Dynamometers entsprochen werden, dessen Konstruktion j ede Belastungsschwankung in beliebig kleinen oder großen Zeitintervallen innerhalb der überhaupt möglichen Grenzen gestattet, ohne daß eine Adjustierung oder Nachstellung nötig wäre. Überdies gestattet die Erfindung den gleichzeitigen Anschluß von Registriervorrichtungen für die Leistung, sowie für Arbeit, Kraft oder Geschwindigkeit.These result from the scientific investigation of work machines Claims can by means of the dynamometer forming the subject of the invention be met, the construction of which every load fluctuation in arbitrarily small or large time intervals within the limits possible without that an adjustment or readjustment would be necessary. In addition, the invention allows the simultaneous connection of recording devices for the performance, as well as for Work, strength or speed.

Zur Durchführung dieses Grundgedankens wird die Kraft in bekannter Weise durch die Höhe des Zahndrucks gemessen, die Anzeige des Zahndrucks aber nicht wie gebräuchlich durch Ausbalanzieren desselben o. dgl., sondern durch direkte Beeinflussung gewonnen, indem ein mit den beiden Kraftübertragungsorganen (Riemenscheiben, Wellen usw.) gekuppeltes Zahnradpaar verwendet wird, dessen in verschiedenen Ebenen liegende Zahnräder einerseits in eine Außen-, anderseits in eine Innenverzahung der Kraftübertragungsorgane eingreifen, so daß sich summierende Zahndrücke entstehen, die auf einen unter Feder spannung stehenden, um die Achse der Übertragungsorgane drehbaren Hebel übertragen werden, dessen Bewegungen auf dem Registrierapparat verzeichnet werden.To implement this basic idea, the force is in a known manner by the The height of the tooth pressure measured, but the display of the tooth pressure not as usual by balancing the same or the like, but gained through direct influence, in that one is coupled to the two power transmission organs (pulleys, shafts, etc.) Pair of gears is used, the gears lying in different planes on the one hand in an external, on the other hand engage in an internal toothing of the power transmission organs, so that adding up Tooth pressures arise, which are under spring tension, around the axis the transmission organs are transmitted to the rotatable lever, whose movements are based on recorded in the recorder.

Da somit die Ausbalanzierungsvorrichtung ' entfällt, können Schwankungen beliebiger Größe auf die Registrierapparate übertragen werden, ohne durch Massenwirkungen beeinflußt zu werden, wie dies bei den bekannten Anordnungen der Fall ist, wo die Massen der zur Ausbalanzierung verwendeten Maschinenteile (Pendel, Gehänge) störend auf die .Be-, wegungen des zur Abnahme der Meßbewe- ;Thus, since the Ausbalanzierungsvorrichtung deleted ', fluctuations can of any size are transmitted to the recording apparatus, without being influenced by bulk effects, as is the case with the known arrangements where the masses of the machine parts used for Ausbalanzierung (pendulum, buckets) interfere with the .Be-, movements of the to decrease the measuring movements;

ίο gungen dienenden Organs einwirken.ίο act on the organ.

Die Registrierung der Leistung wird mittels einer von dem erwähnten Hebel direkt angetriebenen Übertragungsvorrichtung bewirkt, welche gleichzeitig auch von einem nach Art der Tachometer gebauten Geschwindigkeitsmesser beeinflußt wird.The registration of the service is done directly by means of one of the mentioned levers driven transmission device causes which at the same time also by a speedometer built according to the type of speedometer is influenced.

Diese Übertragungsvorrichtung wirkt nach dem geometrischen Prinzip des Proportionalitätswinkels, in dem die jeweilig'e Kraftgröße, welche sich im Einheitsabstand 'vom Scheitel ■ des Winkels befindet, in einem der Geschwindigkeit entsprechenden Maße verkleinert oder vergrößert proportional reproduziert wird, wodurch das Produkt aus Kraft und Geschwindigkeit, also die Größe der jeweiligen Leistung, zur Aufzeichnung gelangt. ;This transmission device works according to the geometric principle of the angle of proportionality, in which the respective magnitude of force, which is in the unit distance 'from Vertex ■ of the angle is reduced to an extent corresponding to the speed or enlarged proportionally, whereby the product of force and speed, thus the size of the respective Power reached to the recording. ;

Es ist selbstverständlich, daß an Stelle dieser Registrierung oder neben derselben auch ' die einzelnen Komponenten, Kraft und Ge- ;.It is understood that in place of registration or alongside it, also 'the individual components, strength and overall;.

schwindigkeit, bzw. bei Antrieb der vor dem i Kraftzeiger befindlichen Schreibtrommel durch einen rotierenden Teil des Dynamometers auch die Arbeit registriert werden \ kann. - !speed, or when the drive of the writing drum located in front of the pointer i force the work to be registered by a rotating part of the dynamometer \ can. -!

Die so registrierte Arbeit kann auch durch ein von diesen Faktoren beeinflußtes Zähhverk ihrem Gesamtbetrag nach unmittelbar ersichtlich gemacht werden.The work registered in this way can also be affected by a viscosity influenced by these factors their total amount can be made immediately apparent.

Die Zeichnungen stellen in Fig. 1 eine Ansieht, in Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht des gesamten Apparates vor; Fig. 3 zeigt ein Schema des Leistungsregistrierapparates; Fig. 4 stellt das geometrische Prinzip dar, das zur Leistungsregistrierung" verwendet wird; Fig. 5 zeigt die Skizze eines Diagrammstreifens mit der Kraft-, Geschwindigkeits- und Leistungskurve sowie Arbeitsfläche.The drawings show in Fig. 1 a view, in Fig. 2 is a partially sectioned plan view of the entire apparatus; Fig. 3 shows a schematic of the power registration apparatus; Fig. 4 illustrates the geometrical principle used for "power registration"; Fig. 5 shows the Sketch of a chart strip with the force, speed and power curves as well as work surface.

In Fig", ι und 2 stellt 1 die mittels eines jIn Fig ", ι and 2, 1 represents the means of a j

Riemens 2 von der Kraftmaschine angetrie- I bene Scheibe dar, mit welcher das mit Innen- ; verzahnung versehene Zahnrad 3 in fester j Verbindung steht. Dieses treibt mittels der Zahnräder 4, 5 das Zahnrad 6, welches auf der zweiten Riemenscheibe 7 sitzt, die mittels des Riemens 8 die Arbeitsmaschine treibt. , Die Zahnräder 4, 5 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 55, die in einem um die Achse 10 der Riemenscheiben drehbaren Hebel 9 gelagert ist, auf welchen somit der Zahndruck bei der Übertragung einwirken und der Wirkung _; der Zugfeder 11 entgegen einen dem Zahndruck bzw. der Umfangskraft proportionalen Ausschlag erzeugen kann. Dieser Ausschlag wird mittels des federnd befestigten Schreib-' Stiftes 12 auf der Schreibtrommel 13 registriert. Diese letztere wird von einem rotierenden Teil des Dynamometers aus durch die biegsame Welle 14 angetrieben, wobei eine Übersetzung ins Langsame durch Schnecken und Schneckenräder in bekannter Weise erfolgen kann. Die Schreibtrommel 13 zieht den Papierstreifen von.der lose mitlaufenden Rolle τ6 ab.Belt 2 from the engine driven pulley, with which the inner; Toothed gear 3 is in a fixed j connection. This drives, by means of the gears 4, 5, the gear 6, which is seated on the second belt pulley 7, which drives the work machine by means of the belt 8. The gears 4, 5 sit on a common shaft 55, which is mounted in a lever 9 rotatable about the axis 10 of the pulleys, on which the tooth pressure thus act during the transmission and the effect _; the tension spring 11 can generate a deflection proportional to the tooth pressure or the circumferential force. This rash is registered by means of the resiliently attached writing pen 12 on the writing drum 13. The latter is driven from a rotating part of the dynamometer by the flexible shaft 14, it being possible for a translation to be made slow by means of worms and worm gears in a known manner. The writing drum 13 pulls the paper strip from the loosely rotating roller τ6.

Die Ordinaten der vom Stift 12 auf die Schreibtrommel 13 im Verlauf von deren Umdrehung aufgetragenen Kurve stellen in einem bestimmten Maßstab die im Dynamometer jeweils wirkenden Umfangskräfte dar, da der auf dem Hebel 9 sitzende Stift 12 dem Zahndruck proportionale Ausschläge macht und somit der Umfangskraft proportionale Ordinaten aufzeichnet.The ordinates of the curve plotted from the pen 12 to the writing drum 13 in the course of its rotation represent, on a certain scale, the circumferential forces acting in the dynamometer, since the pin 12 sitting on the lever 9 makes deflections proportional to the tooth pressure and thus proportional to the circumferential force Records ordinates.

Im Falle nur die Aufzeichnung der Umfangskraft erwünscht ist, kann die Schreibtrommel statt von der Welle 14 von einem Uhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden. Soll jedoch auch die durch das Dynamometer übertragene Arbeit ermittelt werden können, so "muß der Antrieb der Schreibtrommel in der in den Figuren dargestellten Weise proportional der Umdrehungsgeschwindigkeit der Riemenscheibe 1 erfolgen. Die zwischen der Nullinie und der aufgezeichneten Kurve eingeschlossene Fläche hat somit als Ordinaten der jeweiligen Umfangskraft proportionale Strecken, als Abszissen dem von einem Punkt der Riemenscheibe ι zurückgelegten Weg proportionale Strecken. Sie stellt somit die durch das Dynamometer geleitete Arbeit vor.If only the recording of the circumferential force is desired, the writing drum instead of the shaft 14 driven by a clockwork with constant speed will. If, however, the work transferred by the dynamometer can also be determined, then the drive must be the Writing drum in the manner shown in the figures proportional to the speed of rotation the pulley 1 take place. The area enclosed between the zero line and the recorded curve thus has distances proportional to the respective circumferential force as the ordinates, and the abscissas the distance covered by a point on the pulley ι proportional Stretch. It thus presents the work guided by the dynamometer.

Zur Ermittlung der Leistung ist neben der Registrierung der Kraft noch die der Geschwindigkeit erforderlich, welche durch den aus Fig. ι und 2 ersichtlichen Apparat. bewirkt wird.In addition to registering the force, the speed is also used to determine the power required, which by the from Fig. ι and 2 apparent apparatus. causes will.

Dieser besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus der von einem rotierenden Teil des Dynamometers angetriebenen Spindel 18, an welcher die Pendel 19 in ahn-1 icher Art wie bei einem Zentrifugalregulator aufgehängt sind und der Wirkung der Feder 20 entgegen nach außen schwingen können. Dabei wird die Hülse 21 mit dem Schreibstift 22 in einer der jeweiligen Ge- ¹¹S schwindigkeit entsprechenden Höhe eingestellt. /In the illustrated embodiment, this consists of the spindle 18 driven by a rotating part of the dynamometer, on which the pendulums 19 are suspended in a similar manner to a centrifugal regulator and can swing outwards against the action of the spring 20. The sleeve 21 with the stylus 22 in a respective one of overall is set ^11S speed corresponding height. /

Es ist vorteilhaft, die Registrierung der Geschwindigkeit auf derselben Trommel, wie die der Kraft vorzunehmen/ wobei die jeweilig zusammengehörigen Werte auf dem Diagrammstreifen in einer Vertikalen oderIt is advantageous to register the speed on the same drum as to carry out the force / with the respective associated values on the Chart strips in a vertical or

um ein vorbestimmtes Maß .gegeneinander versetzt erscheinen.Appear offset from one another by a predetermined amount.

Soll jedoch die Leistung nicht wie vorstehend beschrieben aus ihren Komponenten berechnet, sondern direkt aufgezeichnet werden, so wird der in Fig. 2 in allgemeiner Anordnung, in Fig. 3 und 4 im einzelnen ersichtliche Leistungsregistrierapparat 23 veiv wendet,. bei dem die Registrierung der Leistung aus derjenigen der Kraft und Geschwindigkeit selbsttätig abgeleitet wird.However, the performance should not be made from its components as described above are calculated, but are recorded directly, then the in Fig. 2 in a general arrangement, in Fig. 3 and 4 in detail apparent power registration apparatus 23 veiv turns ,. in which the registration of the power from that of the force and speed is derived automatically.

Die Leistung L = P-C wird geometrisch dadurch erhalten, daß in einem Winkel a (Fig. 4), in welchem P als Ordinate aufgetragen wird, eine zu P parallele Ordinate, welche sich vom Scheitel 31 des Winkels im Abstand der jeweiligen Geschwindigkeit C befindet, die Leistung I. zwischen den Schenkeln dieses Winkels abschneidet.The power L = PC is geometrically obtained in that at an angle a (Fig. 4), in which P is plotted as the ordinate, an ordinate parallel to P , which is located from the apex 31 of the angle at the distance of the respective speed C , the power I. cuts off between the legs of this angle.

'Wird der konstante Abstand der Kraft P vom Scheitel 3.1 des Winkels α als Einheit 1 für die Messung der Strecken L, P und C gewählt, so gilt zwischen diesen Größen die Beziehung L = P-C. ;If the constant distance of the force P from the apex 3.1 of the angle α is chosen as unit 1 for the measurement of the distances L, P and C , the relationship L = PC applies between these quantities. ;

Um aus den variablen Strecken P und C das jeweilige Produkt L = P-C unter Auf- ; rechterhaltung eines konstanten Einheitsabstandes der Ordinate P vom Scheitel 31 zu erhalten, muß der bewegliche Schenkel 25 so i weit gedreht werden, daß er durch den durch die Größe der Ordinate P bestimmten End- ■ punkt hindurchgeht. Die Einstellung der Größe P erfolgt somit durch entsprechende' Änderung des Proportionalwinkels a. ■ Praktisch durchgeführt wird dies durch den ] in Fig. 3'ersichtlichen Apparat. :To get the respective product L = PC from the variable distances P and C under Auf-; To maintain a constant unit distance of the ordinate P from the apex 31, the movable leg 25 must be rotated so far that it passes through the end point determined by the size of the ordinate P. The setting of the variable P is thus carried out by a corresponding change in the proportional angle a. This is done ■ Virtually through] in Fig. 3'ersichtlichen apparatus. :

Mit der HorizontalenH bildet dieKulisse 25 den veränderlichen Winkel α; in diese greift der die Kraft P registrierende, am Dynamometerhebel 9 sitzende Stift 12 ein, der also von der Horizontalen H den jeweiligen Ab- ■ stand P hat. . ■The link 25 forms the variable angle α with the horizontal line H; in this the force P be registered, seated on the dynamometer lever 9 pin 12 engages, the P ie from the horizontal H was the respective waste ■ has. . ■

Kulisse 24 ist die Ordinate, welche vom Scheitel 31 im jeweiligen Abstand C einge- ' stellt wird. Es wird dies dadurch erreicht, ! daß der die Geschwindigkeit C aufzeichnende Stift 22 in die Kulisse 27 des Winkelhebels 26, dessen Schenkel rechtwinklig aufeinanderstellen und in starrer Verbindung sind, ein- !The gate 24 is the ordinate which is set from the apex 31 at the respective distance C. This is achieved by! that the speed C recording pin 22 in the gate 27 of the angle lever 26, the legs of which are at right angles to each other and are in a rigid connection, a!

greift; die zweite Kulisse 28 dieses Winkelhebels bringt wieder den auch in der Kulisse 29 gelagerten Bolzen 30 in den Ab- | stand der jeweiligen Geschwindigkeit C vom ;■ Scheitel 31.engages; the second link 28 of this angle lever brings the bolt 30, which is also supported in the link 29, into the ab- | stood the respective speed C from; ■ vertex 31.

Der Bolzen 34 macht parallele Bewegungen i mit dem Bolzen 30, da er durch die zur Ku- ' lisse 29 parallele, feste Kulisse 35 und durch | die mit. der Kulisse 28 parallel geführte ^: Kulisse 32 verstellt wird.The bolt 34 makes parallel movements i with the bolt 30, since it is through the fixed link 35 parallel to the link 29 and through | with. the gate 28 parallel guided ^: gate 32 is adjusted.

Somit wird die Kulisse 24, welche die Bolzen 30 und 34 verbindet, sich nur parallel zu sich selbst verschieben können und vom Scheitel 31 den jeweiligen Abstand C erhalten. Thus, the link 24, which connects the bolts 30 and 34, can only move parallel to itself and receive the respective distance C from the apex 31.

Die Kulisse 24 schneidet somit die durch die Kraft P mittels des Stiftes 12 verstellbare Kulisse 25 in einem Punkt 36, dessen Abstand von der Horizontalen H immer L = P-C sein muß.The gate 24 thus intersects the gate 25, which can be adjusted by the force P by means of the pin 12, at a point 36, the distance of which from the horizontal H must always be L = PC .

Um nun die Strecke L in einer festen Gerad en 41 registriert zu erhalten, welche selbst keine Horizontalverschiebungen erleidet, und dadurch die direkte Aufzeichnung auf einer Schreibtrommel zu gestatten, wird ein Bolzen 37 angebracht, welcher in den Kulissen 39 und 38 geführt ist, die vermittels der Verbindungen V und V¹ parallele Bewegungen mit der Kulisse 24 bzw. 25 ausführen.In order to get the distance L registered in a fixed straight line 41, which itself does not suffer any horizontal shifts, and thereby to allow direct recording on a recording drum, a bolt 37 is attached, which is guided in the scenes 39 and 38, which mediate the connections V and V ¹ execute parallel movements with the link 24 and 25, respectively.

Somit wird die die Bolzen 36/und 37 verbindende Kulisse 40 von H den jeweiligen Vertikalabstand L = P-C besitzen und den auch in der festen Kulisse 41 geführten Schreibstift 42 in einer feststehenden Geraden (41) so bewegen, daß er von der Horizontalen H den Abstand der jeweiligen Leistung L besitzt.Thus, the connecting link 40 of H connecting the bolts 36/37 will have the respective vertical distance L = PC and will move the pen 42, which is also guided in the fixed link 41, in a fixed straight line (41) so that it is the distance from the horizontal H the respective power L has.

Neben dem beschriebenen Leistungsregistrierapparat oder an Stelle desselben können selbstverständlich auch andere Registrierappärate, z. B. Arbeitszählapparate mit fortlaufend arbeitendem Zählwerk, angewendet werden, welche in gleicher Weise von dem Dynamometerhebel 9 sowie von dem Geschwindigkeitsmesser oder der Welle 10 angetrieben werden und die durch den Apparat geleiteten Arbeitseinheiten summieren, wodurch ein Planimetrieren der Diagramme erspart wird.In addition to the described performance registration apparatus or instead of the same of course also other recording devices, e.g. B. work counters with continuous working counter, which are applied in the same way by the dynamometer lever 9 and driven by the speedometer or shaft 10 and add up the units of work passed through the apparatus, whereby a Planimizing the diagrams is saved.

Claims

P ATENT claims:

i. Registering dynamometer, whose power transmission elements (pulleys, Couplings, shafts) to the engine and to the machine by means of gears with one another are connected, the magnitude of the tooth pressure being the measure of the to be transmitted Forms circumferential force, characterized in that the force transmission organs (1, 7) connecting, in different planes on a common shaft (55) seated gears (4, 5) for summing the tooth pressures in an external and an internal toothing intervene and directly on a light, around the axis (10) of the power transmission ^ - organs "(1, 7) rotatable lever (9) under spring tension (11) sit, whose deflection is proportional to the magnitude of the circumferential force, so that the mass effects can be omitted and an exact registration of any rapidly changing forces can take place.

2. Registering dynamometer according to claim i, characterized in that an organ (12) seated on the dynamometer lever (9) with a known one Way proportional to the speed of the power transmission members (1, 7) moved Lever (22) acts together on a registration lever or pin (60), this being controlled by the dynamometer lever (9) receives a basic movement, which then λόιπ Speed lever (22) of the speed is changed proportionally, so that an immediate record 'of the Performance is achieved at any moment (Fig..3).

3. Registering dynamometer according to claim 1 and 2, characterized in that the power lever (9) rotates a guide (25) around a fixed point (31), wherein the point of application (12) of the lever (9) which can be displaced in the guide always moves in a straight line with a fixed distance from the fixed point (31) and a distance from a fixed zero line (/ - /) proportional to the force magnitude, while the speed lever (22) has a displaceable guide (24) parallel to the zero line ( / - /) and shifts proportionally to the speed, the point of intersection (36) of the two guides (25, 24) causing the adjustment of the registration pin (60) so that it is always in a linear product of the adjustments of the two points ( 12, 36) is the corresponding distance from the zero line (H) .

4. Registering dynamometer according to claim 1 and 3, characterized in that that a pin (36) located at the respective intersection of the two guides (24, 25) is another guide (40) moves parallel to itself, which in turn has the registration pen (60) in a fixed guide (41) adjusted, so that the latter his movements only in one can perform fixed straight lines, for the purpose of making a direct registration of the performance on a writing drum to be able to.

1 sheet of drawings.