DE3415C - Effektometer für Motoren und Krafttransmissionen - Google Patents

Description

1878.

Klasse 42.

JOHANNES GUTERMILCH in BERLIN. Effectometer für Motoren und Krafttransmissionen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1878 ab.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Mefsapparate wird das zu bestimmende Product aus der Gröfse des vom Motor gelieferten Drucks oder des von der Krafttransmission geleisteten Widerstandes und dem zugehörigen Weg durch die Tourenzahl eines Planimeterrädchens p oder eines durch Sperrkegel bewegten Schaltwerkrädchens t gemessen, und zwar durch Ablesung auf einem Zählwerke Z, dessen Zählscheiben Z₁ Z₂ ^₃ ... von der Spindel jener Rädchen p oder t in Umdrehung versetzt werden.

Soll nur die augenblickliche Gröfse des wirksamen Drucks oder Widerstandes gemessen und die entsprechende augenblickliche Leistung in Kilogrammmetern oder Pferdekräften rechnungsmäfsig daraus abgeleitet werden, so genügt für die Beobachtung die blofse auf- und absteigende Bewegung oder Drehung eines einfachen oder mit Vergröfserungshebel versehenen Zeigers i nebst zugehöriger Scala für die Leistungen. Dieser kann für sich allein oder in Verbindung mit jenem Zählwerke zur Anwendung kommen, welch letzterer Fall auf der Zeichnung dargestellt ist.

Die Tourenzahl von p steht sowohl zu der Umfangsgeschwindigkeit der Frictionsscheibe s, wie auch zu dem Abstande des Planimeterrädchens vom Mittelpunkte der Frictionsscheibe in einem einfachen proportionalen Verhältnisse. Dieser Abstand ist wieder direct proportional dem wirksamen Drucke oder Widerstände, und zwar ist die Art, in welcher der Zusammenhang zwischen den beiden Gröfsen hergestellt wird, je nach dem Zweck des Apparates eine verschiedene.

Handelt es sich nämlich um die Leistung eines mit Dampf- oder Wasserkraft arbeitenden Motors, so läfst man den Druck in ähnlicher Weise wie beim Manometer auf eine fest eingespannte elastische Platte oder auf einen kleinen Kolben k wirken, dessen Cylinder c zu dem Zwecke mit der Wassersäule oder mit einer oder beiden Seiten des Maschinencylinders in Verbindung gebracht wird, und erzeugt hierdurch eine dem wirksamen Drucke stets proportional bleibende Dehnung oder Zusammenpressung der Federn //, also auch eine entsprechende Bewegung des Planimeterrädchens, welches im übrigen derartig auf seiner Spindel befestigt ist, dafs es sich bei unbelastetem Kolben auf die Mitte der Frictionsscheibe einstellt. Letztere wird durch das Rädergetriebe r und T₁ und durch das Schaltwerk t oder auf andere geeignete Weise derartig in Umdrehung versetzt, dafs ihre Umfangsgeschwindigkeit stets proportional der Geschwindigkeit des arbeitenden Dampfkolbens oder Wasserrades ist. Bei Dampfmaschinen wird deshalb der Antriebshebel h der Schaltwerkscheibe von einer mit dem Gange der Schwungradaxenkurbel genau übereinstimmenden Nebenkurbel des Steuermechanismus, oder auf sonstige diese Bedingung erfüllende Weise in eine hin- und hergehende Bewegung gesetzt; wirkt nun h durch den Frictionsdaumen oder Sperrkegel / auf die Scheibe /, so folgt diese nur in einem Sinne der Bewegung des Hebels h bezw. des Arbeitskolbens, und es zeigt somit das Zählwerk auch nur die auf die entsprechende Kolbenseite übertragene Leistung des Dampfes an; wird dagegen h durch ein Druckschräubchen α oder auf eine andere geeignete Weise fest mit der Scheibe t verbunden, oder wird diese überhaupt durch einen blofsen Kurbelarm ersetzt, so nimmt sie eine mit dem Kolben hin- und hergehende Bewegung an, welche die von beiden Seiten desselben übertragene Arbeit zu messen gestattet, weil das Planimeterrädchen beim Wechsel der Bewegung von der unteren Seite der Frictionsscheibe s auf die obere, oder umgekehrt, übergeht, also stets die nämliche Drehungsrichtung beibehält.

Handelt es sich dagegen um den Widerstand einer Maschine oder Wellenleitung, so bleibt der Kolben k nebst Cylinder und Federn / fort, und es wird die Drehung der Frictionsscheibe J-von der Scheibe R₁ der Betriebswelle her durch eine Riemenübertragung auf eine an Stelle von t aufgesetzte kleine Riemscheibe oder auf ähnliche Art bewirkt, während das Planimeterrädchen / durch die Zugstange g proportional dem am Umfange der Betriebsscheibe Ä wirksamen Drucke gehoben oder gesenkt wird. Die Justirung des Apparates erfolgt dann wieder derartig, dafs sich ρ bei unbelasteter Betriebsscheibe H auf die Mitte von s stellt. Um stets eine dem am Umfange von i? wirksamen Drucke

proportionale Bewegung von g und p zu erhalten, ist R durch das fest auf der Betriebswelle W sitzende Federwerk FF mit letzterer gekuppelt, so dafs während der Arbeit eine dem Drucke proportionale Durchbiegung der Federn stattfindet. Diese Durchbiegung überträgt sich auf den Daumen oder das Zahnradsegment d, die Zugstange e, den Winkelhebel W₁, die auf der Welle verschiebliche Muffe m mit aufsitzendem drehbaren Ringe n, den um den festen Punkt χ sich drehenden Winkelhebel u/₂ , und endlich durch die Stange g auf das Planimeterrädchen f.

Soll das Zählwerk direct von der Schaltwerkscheibe t aus in Bewegung gesetzt, also das Planimeterrädchen vermieden werden, was in einigen Fällen bequemer sein wird, so wird eine derartige Stangenverbindung zwischen dem Federwerke F, der Transmissionsscheibe R und der Schaltwerkscheibe t hergestellt, dafs letztere bei jeder Umdrehung von R eine der Federdurchbiegung proportionale Bewegung erhlält und auf das Zählwerk überträgt.

Auch um den Zugwiderstand eines einzelnen Fahrzeuges oder eines ganzen Wagentrains zu messen, läfst sich der Apparat in diesen beiden Formen verwenden, indem nämlich die Kupplungsfeder an die Stelle des Dampfkolbens k oder des Federwerks F tritt, und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges von einer seiner Axen aus auf geeignete Weise der Frictionsscheibe ί bezw. dem Planimeterrädchen p oder der Schaltwerkscheibe t mitgetheilt wird.

Letzteren wird also in allen Fällen eine dem zu messenden Producte in jedem Augenblicke proportionale Umfangsgeschwindigkeit verliehen; da sich diese Geschwindigkeiten sämmtlich in dem nämlichen Sinne auf das Zählwerk übertragen, so liefert dieses für jedes beliebige.Zeitintervall eine der Kraftleistung oder der Widerstandsarbeit proportionale Anzeige, deren Einheitswerth in Kilogrammmetern entweder durch einen directen Versuch mit bekanntem Drucke und leicht zu beobachtender Geschwindigkeit (beispielsweise durch Anhängimg eines bekannten Gewichts an den Umfang von R und Feststellung der entsprechenden Planimeterstellung mit Hülfe des Schräubchens ^₁) oder durch vorgängige Prüfung der Federn auf ihre Durchbiegungsgröfsen zu ermitteln ist.

Will man nur die augenblickliche Leistung beobachten, so genügt, wie bereits im Eingange dargelegt, die Beobachtung eines blofsen Zeigers i an Stelle des Zählwerks; dabei empfiehlt sich die Anbringung von zwei Scalen, deren eine die Gröfse des augenblicklichen Druckes oder Widerstandes '-angiebt, wogegen die andere die bei Annahme einer constanten Geschwindigkeit daraus durch Rechnung abzuleitenden Leistungen in Kilogrammmetern oder Pferdestärken liefert. Während der Zeiger bei Krafttransmissionen in der auf der Zeichnung dargestellten oder dieser ähnlichen Weise mit dem Federwerke F in Verbindung zu setzen ist, wird sich bei dem sehr variablen Drucke von Dampfmaschinenkolben aufser der dargestellten Verbindung des Kolbens k mit dem Zeiger i auch noch die Methode empfehlen, letzteren mit einem seiner Lage nach nur bei Aenderung des Expansionsverhältnisses variablen Theile der Maschine, beispielsweise mit einer nur von der Stellung der Schwungkugeln abhängigen Regulatorstange in Verbindung zu bringen.

Der in der Zeichnung dargestellte Apparat läfst sich zugleich zur Aufnahme von Indicatordiagrammen bei Dampfmaschinen oder anderen unter variablem Drucke arbeitenden Motoren verwenden, indem ein Cylinder mit aufsitzendem Zeichnungsblatt auf die Spindel q gesteckt, und selbiger von der Schnurscheibe b aus oder auf andere passende Art eine mit der Bewegung des Arbeitskolbens correspondirende hin- und hergehende Drehung ertheilt wird; der auf die Spindel des Planimeterrädchens geschobene und mit diesem auf- und niedersteigende Zeichnungsstift i beschreibt dann das gewünschte Diagramm, aus welchem die Veränderungen im wirksamen Drucke für den einzelnen Kolbenhub auf bekannte Weise abzumessen und die während desselben verrichtete Arbeit zu berechnen sind; aufserdem können diese Diagramme mit Vortheil zur Controle des Mefsapparates verwendet werden.

Claims (5)

Patent-Ansprüche: An diesem Effectometer für Motoren und Krafttransmissionen:

1. Die gesammte Zusammenstellung des Apparates.

2. Der Antrieb durch die Schaltwerkscheibe t oder durch die an ihre Stelle tretende Riemscheibe, wobei auch die Schaltwerkscheibe durch eine vom Federwerk F abgeleitete, dem Widerstände proportionale Excenter- oder Kurbelbewegung in Umdrehung versetzt, und letztere direct, also ohne Vermittelung eines Planimeterrädchens auf das Zählwerk übertragen werden kann.

3. Die zweifache Art der Verwendbarkeit des Apparates, insofern das Planimeterrädchen / entweder durch einen dem wirksamen Drucke ausgesetzten Kolben k (an dessen Stelle auch eine fest eingespannte elastische Platte treten kann) oder durch eine proportional dem Widerstände verschiebliche Stange g direct oder indirect gehoben und gesenkt wird.

4. Die zu letzterem Zwecke dienende Hebelverbindung d e W₁ w₂ oder ähnliche Combinationen, sammt der verschieblichen Muffe m auf der Transmissionswelle.

5. Die Anordnung des Indicatorcylinders aufserr halb des Apparates, sowie sein Betrieb durch die auf der Vorgelegewelle sitzende Schnurscheibe b.

Die auch bei Weglassung der Schaltwerkscheibe und des Planimeterrädchens ermöglichte jederzeitige Ablesung der augenblicklichen Leistung oder der augenblicklichen Widerstandsarbeit mittelst Zeiger und Leistungsscala, wobei der Zeiger mit irgend welchem Theile des Motors oder der Transmission verbunden werden kann, aus dessen Bewegung die Veränderlichkeit in der Arbeit des wirksamen Druckes oder Widerstandes rechnungsmäfsig abgeleitet werden kann.

Die bei gleichzeitiger Anwendung der Schaltwerkscheibe und des Planimeterrädchens nach Belieben ausführbare Messung der nur auf eine Seite des Arbeitskolbens oder auf beide Seiten desselben übertragenen Druckleistung.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.