DE32683C

DE32683C - Working knife

Info

Publication number: DE32683C
Application number: DENDAT32683D
Authority: DE
Original assignee: W. ASHTON in Manchester und E. SCOTT in Newcastle, England
Anticipated expiration: 1904-10-18

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT. \4PATENT OFFICE. \ 4

Der vorliegende Apparat dient zum Registriren und Anzeigen der Kraft von Dampfmaschinen und zum Bestimmen der von ihnen geleisteten Arbeit ,und zu ähnlichen Zwecken.The present device is used to register and display the power of steam engines and for determining the work they have done, and for similar purposes.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist der einen einfachen und wirksamen Dampfkraftmesser oder einen continuirlich wirkenden Indicator herzustellen.The main purpose of the present invention is to provide a simple and effective steam dynamometer or to produce a continuously acting indicator.

Fig. ι ist, eine Draufsicht desselben, wobei einzelne Theile entfernt sind.Fig. 1 is a plan view of the same, with individual parts removed.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie x-x, Fig. i, undFig. 2 is a section along the line xx, Fig. I, and

Fig. 3 ein Schnitt nach der Liniey-y, Fig. 2.3 shows a section along the line y-y, FIG. 2.

A ist ein kleiner, doppelt wirkender Cylinder, dessen Enden durch die Rohre α a^l mit den entsprechenden Enden des Cylinders der Dampfmaschine verbunden sind, d. h. es ist das obere Ende des Cylinders A mit dem oberen Ende des Dampfcylinders und das untere Ende des Dampfcylinders mit dem unteren Ende des Cylinders A verbunden. B ist ein Kolben, der in den Cylinder A hineinpafst und mit der Kolbenstange S¹ versehen ist. Diese Kolbenstange reicht in ein Gehäuse C und wird in ihrer Bewegung durch eine Feder D regulirt oder controlirt, welche den Hub des Kolbens B vor die Mitte des Cylinders A nach beiden Seiten hin auf eine dem Dampfdruck proportionale Strecke begrenzt. Die Feder ist an einem Ende des Gehäuses C oder auf einer Kappe C\ die auf das Gehäuse aufgeschraubt ist, festgemacht. A is a small, double-acting cylinder, the ends of which are connected by the tubes α a ^l to the corresponding ends of the cylinder of the steam engine, i.e. it is the upper end of the cylinder A with the upper end of the steam cylinder and the lower end of the steam cylinder with connected to the lower end of the cylinder A. B is a piston which fits into the cylinder A and is provided with the piston rod S ¹ . This piston rod extends into a housing C and is regulated or controlled in its movement by a spring D , which limits the stroke of the piston B in front of the center of the cylinder A on both sides to a distance proportional to the steam pressure. The spring is fastened to one end of the housing C or to a cap C which is screwed onto the housing.

Eine cylindrische Walze E ist mit der Kolbenstange B¹ durch die folgenden Theile verbunden : Eine Welle F wird von den Armen G getragen, die an der Welle H befestigt sind, welche ihrerseits in Lagern H¹ läuft. Ein gegabelter Arm I ist auf der Welle F befestigt und durch die Stangen / mit dem Querkopf K verbunden, der auf der Kolbenstange S¹ befestigt ist. Zwei längere Arme L sind gleichfalls auf der Welle F befestigt und tragen die bereits erwähnte Walze E. Es kann aber auch die Walze E in anderer Weise mit der Kolbenstange B¹ so verbunden sein, dafs sie sich parallel zu ihrer Anfangslage in einer zur Kolbenstange senkrechten Ebene und ebenso in einer zur Kolbenstange ganz oder nahezu parallelen Ebene bewegen kann, wobei die Geschwindigkeit der letzteren Bewegung in einem bestimmten Verhältnifs zu der Kolbenstange steht. Die Oberfläche dieser Walze ist entweder mit kleinen Zähnen besetzt, ähnlich jenen, welche die Walzen einer WoIl- oder Baumwollkratze bedecken; statt dessen kann die Walze auch mit senkrecht zur Achse gestellten umlaufenden Nuthen versehen oder auch in anderer Weise rauh gemacht sein; der Zweck hiervon wird weiter unten ersichtlich.A cylindrical roller E is connected to the piston rod B ¹ by the following parts: A shaft F is carried by the arms G which are attached to the shaft H which in turn runs in bearings H ¹ . A forked arm I is mounted on the shaft F and connected by the rods / to the transverse head K , which is mounted on the piston rod S ¹ . Two longer arms L are also attached to the shaft F and carry the already mentioned roller E. However, the roller E can also be connected to the piston rod B ^{1 in} some other way so that it is parallel to its initial position in a perpendicular to the piston rod Can move plane and also in a plane completely or almost parallel to the piston rod, the speed of the latter movement being in a certain ratio to the piston rod. The surface of this roller is either covered with small teeth, similar to those which cover the rollers of a wool or cotton scraper; instead, the roller can also be provided with circumferential grooves perpendicular to the axis or made rough in some other way; the purpose of this will be seen below.

M ist eine Trommel in Gestalt einer Zone eines Rotationskörpers, der durch Drehung der einen Hälfte einer Hyperbel oder eines Hyperbelastes um eine der Asymptoten entsteht. M is a drum in the form of a zone of a body of revolution, which is created by rotating one half of a hyperbola or a hyperload around one of the asymptotes.

Diese Trommel oder Walze läuft in passenden Lagern in einem Rahmen N, der auf den Führungsstangen O O¹ verschiebbar ist. Letztere sind zu einander und zur Achse der Walze E parallel, in welcher Lage sich dieThis drum or roller runs in suitable bearings in a frame N which is displaceable on the guide rods OO ^1. The latter are parallel to each other and to the axis of the roller E , in which position the

letztere immer befinden mag. Die Oberfläche der Trommel M ist ebenso wie die Walze E mit Zähnen besetzt oder mit Längsnuthen versehen, welche genau oder nahezu denselben Abstand von einander haben wie die Nuthen auf der Walze E, oder ist in änderer Weise rauh gemacht, so dafs die Reibung zwischen der Walze E und der Trommel M erhöht wird.the latter may always be. The surface of the drum M , like the roller E, is set with teeth or provided with longitudinal grooves, which are exactly or almost the same distance from one another as the grooves on the roller E, or is made rough in some other way, so that the friction between the Roller E and drum M is increased.

Wie ersichtlich, steht die Ebene,· in der die Achse der Trommel M und der Berührungspunkt der letzteren mit der Walze E liegen, stets rechtwinklig zur Walzenachse. Die Walze wird durch die auf die Verbindungsstangen G einwirkenden Federn P beständig gegen die Trommel angedrückt, so dafs also Walze und Trommelkonoid stets in Eingriff oder Reibungscontact mit einander sind.As can be seen, the plane in which the axis of the drum M and the point of contact of the latter with the roller E lie is always at right angles to the roller axis. The roller is constantly pressed against the drum by the springs P acting on the connecting rods G , so that the roller and drum conoid are always in engagement or frictional contact with one another.

Wenn demnach der Rahmen N, welcher die Trommel M trägt, längs der Führungsstangen O O¹ hin- und herbewegt wird, so wird der Trommel eine drehende Bewegung mitgetheilt, deren Richtung der Richtung der Rahmenbewegung entspricht und deren Gröfse von der Stellung der Walze E gegen die Trommel abhängt.Accordingly, when the frame N, which carries the drum M, is moved back and forth along the guide rods O O ¹ , the drum is given a rotating movement, the direction of which corresponds to the direction of the frame movement and the size of which corresponds to the position of the roller E. the drum depends.

Auf den Rahmen N, der die Trommel trägt, wird durch den Querkopf oder einen anderen passenden Theil der Dampfmaschine eine hin- und hergehende Bewegung übermittelt, so dais die Trommel, die mit der Walze E in Berührung steht, während des Hinganges des Maschinenkolbens in der einen Richtung, während des Rückganges des Kolbens aber in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.A reciprocating motion is imparted to the frame N, which supports the drum, by the transverse head or some other suitable part of the steam engine, so that the drum, which is in contact with the roller E , during the swing of the engine piston in the one direction, but is rotated in the opposite direction during the retraction of the piston.

Unter normalen Verhältnissen ruht der Indicatorkolben B ungefähr in der Mitte seines Cylinders A, die seine Bewegung controlirende Feder D ist aufser Thätigkeit und die Walze E befindet sich in Contact mit dem Mittelpunkte des Trommelkonoids, ähnlich wie dargestellt. Auf der Trommelachse ist die Schnecke O aufgekeilt, die mit dem langen, im Gehäuse gelagerten Schneckengetriebe R in Eingriff steht, welches durch die Welle £ (mit deren Zahnrädern) und entsprechende Getriebe mit Zeigern und Gradeintheilungen eines beliebigen, am Gehäuse sitzenden Zählwerkes verbunden ist. Die Zähne des Getriebes R sind ein wenig geschränkt; die Schränkung ist der Zahntheilung auf eine dem Umfange des mittleren Theiles der Trommel entsprechende Länge gleich, so dafs beim Andrücken der Walze E gegen die Trommelmitte keinerlei Bewegung auf das Getriebe R durch irgend welche Bewegung des Rahmens N übermittelt wird, da die Gewindegänge der Schnecke Q in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen von R nur hin- und hergleiten. Es sei beispielsweise angenommen, die Trommel mache bei einem vollständigen Hube genau eine Umdrehung, wenn die Walze auf Null steht; dann müssen die Zähne des langen Getriebes R um die Länge eines Zahnes in der von der Trommel durchlaufenen Bahnlänge spiralförmig geneigt sein. Wenn dagegen der Dampf auf den Kolben einwirkt, so wird die Walze zunächst auf das eine und dann auf das andere Trommelende zu bewegt, indem die.Länge jeder Bewegung vom Nullstrich ab dem Dampfdrucke proportional ist. Angenommen, die Trommel durchlaufe ihre Bahn, wenn die Walze auf Null steht, so würde das Getriebe um eine Zahnlänge nach vor- und rückwärts vibriren, ohne beständig irgend eine Bewegung zu registriren. Es sei ferner angenommen, die Trommel durchlaufe ihre Bahn in Fig. ι von links nach rechts und die Walze bewege sich unter der Einwirkung des Dampfdruckes auf das kleinere Trommelende zu, dann wird, wie ersichtlich, die Trommel sich rascher drehen, als wenn die Walze bei Null ist, wobei diese Beschleunigung dem Dampfdrucke proportional ist. Da die Schnecke Q. am Getriebe R entlang gleitet, so wird letzteres in der einen Richtung um eine Entfernung gedreht, die der beschleunigten Geschwindigkeit der Trommelumdrehung proportional ist, so dafs, wie ersichtlich, die Bewegung des Getriebes R im Verhältnifs mit der mit der Querbewegung der Trommel multiplicirten Bewegung der Walze, d. h. mit Druck multiplicirt mit Geschwindigkeit, steht und demgemäfs die Arbeit der Maschine während eines Hubes repräsentirt. Beim Beginn des Rückganges des Maschinenkolbens bewegt der Dampfdruck die Walze vom Nullpunkt auf das gröfsere Ende der Trommel zu, welche sich dann in einer der vorbeschriebenen Querbewegung entgegengesetzten Richtung zurückbewegt. Wie ersichtlich, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel verringert und das Getriebe R wieder in derselben Richtung gedreht, wobei die Bewegung wiederum der von der Maschine geleisteten Arbeit proportional ist.
• Damit die Unterschiede der auf die Trommel M während eines gewissen und beständigen Theiles der Bewegung derselben an der Fläche der cylindrischen Walze entlang übermittelten Winkelbewegung den entsprechenden Unterschieden in dem auf den Kolben wirkenden Druck proportional seien, mufs die Trommel die Form eines Rotationskörpers haben, den man, wie vorbeschrieben, durch Drehung eines Hyperbelastes oder der einen Hyperbelhälfte um eine ihrer Asymptoten erhält. Under normal conditions the indicator piston B rests approximately in the middle of its cylinder A, the spring D which controls its movement is at work, and the roller E is in contact with the center of the drum conoid, as shown. The worm O is keyed on the drum axis and meshes with the long worm gear R mounted in the housing, which is connected by the shaft £ (with its gears) and corresponding gears with pointers and graduations of any counter located on the housing. The teeth of the gear R are a little set; the pitch is equal to the pitch of the teeth over a length corresponding to the circumference of the central part of the drum, so that when the roller E is pressed against the center of the drum, no movement whatsoever is transmitted to the gear R by any movement of the frame N , since the threads of the worm Q just slide back and forth in the spaces between the teeth of R. It is assumed, for example, that the drum makes exactly one revolution for a complete stroke when the roller is at zero; then the teeth of the long gear R must be inclined spirally by the length of a tooth in the path length traversed by the drum. If, on the other hand, the steam acts on the piston, the roller is first moved towards one end of the drum and then towards the other end, in that the length of each movement from the zero line is proportional to the steam pressure. Assuming that the drum traverses its course when the roller is at zero, the transmission would vibrate a tooth length back and forth without constantly registering any movement. It is also assumed that the drum traverses its path in Fig. Ι from left to right and the roller moves under the action of the steam pressure towards the smaller end of the drum, then, as can be seen, the drum will rotate faster than when the roller is at zero, this acceleration being proportional to the vapor pressure. Since the worm Q. slides along the gear R , the latter is rotated in one direction by a distance which is proportional to the accelerated speed of the drum revolution, so that, as can be seen, the movement of the gear R in relation to that of the transverse movement the drum multiplied movement of the roller, that is, with pressure multiplied by speed, stands and accordingly represents the work of the machine during a stroke. When the machine piston begins to retreat, the steam pressure moves the roller from zero to the larger end of the drum, which then moves back in a direction opposite to the transverse movement described above. As can be seen, the speed of rotation of the drum is reduced and the gear R is again rotated in the same direction, the movement again being proportional to the work done by the machine.
• In order that the differences in the angular movement imparted to the drum M during a certain and constant part of its movement along the surface of the cylindrical roller are proportional to the corresponding differences in the pressure acting on the piston, the drum must be in the form of a body of revolution, the is obtained, as described above, by rotating a hyperload or one half of the hyperbola around one of its asymptotes.

Der Apparat kann auch beispielsweise dahin modificirt werden, dafs die Achse der Trommel M festliegt, statt sich hin- und herzubewegen; dagegen kann dann die Walze E auf der Trommel bewegt werden, und zwar entweder direct durch den Indicatorkolben oderThe apparatus can also be modified, for example, so that the axis of the drum M is fixed instead of moving back and forth; on the other hand, the roller E can then be moved on the drum, either directly through the indicator piston or

durch damit verbundene Stangen und Hebel; gleichzeitig aber mufs dann die Walze auch quer über die Trommel bewegt werden, was durch den Querkopf der Maschine veranlafst wird.through associated rods and levers; at the same time, however, the roller must also be moved across the drum, which is caused by the cross head of the machine will.

Auch könnte die Trommel M auf der Indicatorkolbenstange angebracht sein oder sich mit ihr bewegen, während die Walze E durch den Maschinenquerkopf quer über die Trommel gezogen wird. The drum M could also be mounted on the indicator piston rod or move with it while the roller E is pulled across the drum by the cross machine head.

Es kann eventuell auch eine Modification des Apparates als Dynamometer für Zug- oder Drehkräfte oder unter entsprechender weiterer Modification zum Messen unregelmäfsig begrenzter Flächen oder als Planimeter benutzt werden.It may also be possible to modify the apparatus as a dynamometer for traction or Torque forces or with a corresponding further modification for measuring irregularly limited Surfaces or as a planimeter.

Anstatt mit Zähnen kann auch die eine der Druckflächen nur mit einer gerauhten Oberfläche construirt sein, an welcher die Zähne der anderen Oberfläche angreifen können, doch mufs in diesem Falle das gerauhte Material der ersteren genannten Oberfläche genügend zäh sein, um ein Abreiben zu verhindern.Instead of having teeth, one of the printing surfaces can only have a roughened surface be constructed on which the teeth of the other surface can attack, but In this case, the roughened material of the former surface must be sufficiently tough to prevent rubbing.

Es bedarf wohl keiner besonderen Erwähnung, dafs dieser neue Apparat auch zum Messen der von anderen Flüssigkeiten geleisteten Arbeit mit gleichem Vortheil verwendet werden kann.It goes without saying that this new apparatus is also used for measuring the work done by other fluids can be used with equal advantage.

Claims

Patent claim:

A working knife with a straight line and proportional to the force path back and forth conical drum moved around on a cylindrical roller in the direction of the roller axis rolls and the roller at a resistance corresponding to the one to be measured The diameter of the drum is adjusted in such a way that the resulting Change of the drum rotation angle derives the movement of a totalizing counter can be.

For this ι sheet, drawings.