-
Fadenpolarplanimeter. Die Erfindung betrifft ein Fadenpolarplanimeter,
bei dem ein von einer Trommel sich abwickelnder Faden den Leitstrahl bildet, an
dessen Ende sich der die zu anessende Fläche tunschreitende Fahrstift befindet.
Die Winkeläüderungen des Fahrstiftes bewirken hierbei eine Witikel(lrehung der Fahrunterlage
des lleßrades in bezug auf die Welle dieses letzteren, während - die Längenänderung
des Leitstrahles durch Ab- oder Aufwickeln des Fadens die Trommel in Drehung versetzt
und (las Nleßrad im Verhältnis zur Größe der Winkeldrehung der Trommel in bezug
auf den. Drehungsmittelpunkt (leg Fahrunterlage nies lleßrades radial verstellt
wird.
-
Die Erfindung gestattet eine äußerst gedrungene und einfache Ausführung
dieses l7adenpolarplanimeters mirl besteht darin, rlaß :in der Stirnfläche der Fadentrommel
eine spiraiförinige Führung vorgesehen ist, mit der der das Meßrad tragende Schlitten
in Eingriff steht.
-
Abh. i zeigt einett T.äii#,a@clitiitt und Abb.2 einen Grundriß dieses
@a(@eno@ar-1)laninieters.
-
Abb.3 ist ein lotrechter Schnitt eines in einem Gehäuse eingeschlossenen
Planinieters. Abb..I ist dessen Grundriß.
-
Abb. 5 ist die Hinteransicht des Zählwerkes finit der Rückstellvorrichtung
auf Null.
-
Abb.6 zeigt die Fadentroinmelbreinse im Grundriß.
-
Der mit (lein Fahrstift i verbundene Faden ist auf die Fadentroininel3
aufgewickelt, die auf der Welle .1 rlrehbar gelagert ist, welche ihrerseits zwischen
der Grundplatte 5 und der als Fahrunterlage für das Meßrad 6 dienenden Platte 7
in Spitzen gelagert ist. Auf die Welle .I ist ein aus den beiden Platten 8 und d
gebildeter Rahmen befestigt, innerhalb dessen sich die Fadentrommel 3 und rlie beiden
Leitrollen j o für den Faden befinden. Auf @ler oberen Platte 9 ist der Schlitten
i i rarlial verschiebbar gelagert, der in (lein uni den Zapfen 12 aufklappbaren
Rahmen 13 die Welle des JIeßrades 6 und (las Zählwerk i-U trägt. Eine Feder 1.3,
die finit dein einen Ende an die Welle q. und finit dein anderen Ende an
rlie Trommel 3 '1)e festigt ist, wird beim Abwickeln des Fadens 2 gespannt und dient
zum selbsttätigen Aufwickeln des Fadens.
-
Gemäß der Erfindung trä-t die Fadentroinmel3 auf der oberen Stirnseite
eine spiralförtnige Führung i6 in der Gestalt einer Nut, in welche ein Stift 18
des Schlittens i i eingreift. -Beim Bewegen des Fahrstiftes in der Richtung der
Pfeile 17 nimmt der Faden :2 mittels der Führungsrollen io, io den Rahmen 8, 9 mit,
indem dieser samt- der Welle 4 in den Zapfen dieser letzteren schwingt. An diesen
Schwingungen nimmt der Schlitten i i samt dem Rahmen 13 und dem Meßrade teil. so
daß dieses letztere auf der feststehenden Fahrunterlage 7 rollt. Entfernt sich der
Fahrstift von der Polwelle .I, so wickelt sich der Faden von der Trommel 3 ab, wodurch
diese gedreht wird, und der Schlitten i i durch das Zusammenwirken der spiralförmigen
laut 16 mit dem Stifte 18 in bezug auf die Polwelle .4 radial verschoben wird.
-
Die spiralförmige Führungsnut 16 kann derart beschaffen sein, daß
die radiale Verschiebung des Schlittens i i im quadratischen Verhältnis zur Winkeldrehung
der Trommel 3 steht, und gleichzeitig auch der Einfluß der Fadenstärke auf die Winkeldrehung
der Fadentrommel für den Fall berücksichtigt wird. wenn der Faden 2 in mehreren,
radial ül:ereinanderliegenden Lagen auf die Trommel 3 aufgewickelt ist.
-
Durch geeignete Ausgestaltung der Führungsnut 16, z. B. in der Gestalt
einer Spirale, deren Leitstrahl im Verhältnis der dritten oder vierten Potenz der
Winkeldrehung zunimmt, kann man ein Planinieter erzielen, (las (las statische Moment
oder Trägheitsmoinent einer Ouerschnittsfläche angibt.
-
In Abb. i ist für Präzisionsmessungen noch eine besondere Leitstange
i9 vorgesehen, die durch eine Bohrung 2o der Polwelle 4 und durch ein Öhr 21 der
Platte 8 in radialer Richtung verschiebbar geführt ist, und an dein einen Ende eine
Ose 22 zuni Durchstecken des Fahrstiftes trägt. Diese' Leitstange kann leicht eingesetzt
und entfernt werden und wird nur in rlein Falle benutzt, wenn verhältnismäßig kleine
Flächen finit großer Genauigkeit gemessen werden sollen. Uni (las Durchbohren der
Polwelle zu vermeiden, kann nian statt einer einfachen eine doppelte Leitstange
benutzen.
-
Soll glas Planinieter geeicht werden können, so ist es erforderlich,
(laß die ganze \-orrichtung in einem Gehäuse eingeschlossen ist, und, fall, die
Vorrichtung zum :dessen großer
Flächen geeignet sein soll, so muß
sich das Zählwerk in bezug auf das lotrecht stehende Fenster des Gehäuses in unveränderlicher
Lage befinden und derart liegen, daß es auch aus einem größeren Abstande betrachtet
werden kann.
-
Die in Abb. i dargestellte Anordnung entspricht diesen Anforderungen
nicht, weil das zur Allesung des _Zählwerkes dienendeFenster an der Decke des Gehäuses
angebracht werden müßte, so daß hierdurch ein Ablesen erschwert ist. Wollte man
dagegen das Zählwerk derart anordnen. daß sich die Zeiger in einer lotrechten Ebene,
hinter einem an der lotrechten Wandung des Gehäuses angebrachten Fenster befinden,
so besteht der Nachteil, claß sich die Zeiger und Zifferblätter zusammen -mit dem
Schlitten i i vom Fenster entfernen und das Ablesen erschweren oder auch gänzlich
unmöglich machen.
-
Zur Vermeidung dieser Nachteile trägt gemäß Abb. 3 und 4. der Schlitten
i i auf dein Rahmen 13 eine um die Welle 23 drehbare Zwischenscheibe 24, und die
Welle des 3leßrades 6 ein die Zwischenscheibe 2:1 antreibendes Getriebe 25. Das
ortsfest und lotrecht angeordnete Zählwerk 14 wird durch die Zwischenscheibe 24.
angetrieben, auf der die Rolle 26 des Zählwerkes 14 aufliegt. Hierbei bewirkt die
Zwischenscheibe 24. die Quadratisierung, so daß die Spiralnut 16 den Schlitten i
i in linearem und nicht in quadratischem Verhältnis zur Winkeldrehung der Fadentrommel
3 zti verschieben hat. Infolge dieses Umstandes kann man mit dem Schlitten einen
"Zeichenstift 22 verbinden, der einen Tisch 28 bestreicht. Dadurch zeichnet der
Stift 22 auf ein- aua Tische 28 befestigtes Papierblatt in verkleinertem Maßstabe
die Umrisse derjenigen Fläche auf, die durch den Fahrstift i- umschrieben wird.
-
Dadurch, daß man statt einer Zwischenscheibe 2.4 deren zwei oder drei
hintereinanderschaltet, kann man die Zählung statt iin quadratischen Verhältnis
auch im Verhältnis der dritten oder vierten Potenz auf das Zählwerk übertragen zum
Zwecke, das statische oder auch Trägheitsmonient einer Fläche zu bestimmen.
-
Die in Abb. 3 und 4 dargestellte Anordnung bezweckt, es zu ermöglichen,
daß die ganze Vorrichtung in einem verschlossenen Gehäuse 29 untergebracht werde,
wobei sich das Zifferblatt des "Zählwerkes in unveränderlicher Stellung, hinter
einem lotrechten -Fenster 30 des Gehäuses befindet: Die Zeichenvorrichtung
ist durch eine an der Decke des Gehäuses angelirachte, mittels eines Deckels verschließbare
Öffnung 31 zugänglich.
-
Die in Abb.3 und 4 dargestellte Ausführung des 1'olarpl<uiinieters
weist ferner gewisse Einzelheiten auf, die die Genauigkeit de 1lessuilg und die
l,:infachheit der Handhabung der \-orrichtung wesentlich fördern.
-
So z. B. steht der uni den. Zapfen i: schwingbare Rahmen 13" unter
der Wirkun,( einer Feder 32, die das Melßrad 6 federm gegen die Fläche; drückt.
Nur hierdurch läß sich hei geringer 'Massenträgheit der zu he Wegenden Teile eine
genaue und sichere Mes sung durchführen. Um bei möglichst kleiner Abmessungen des
Gehäuses und beim 'Messei von großen Flächen die durch die Biegung de: Meßfadens
entstehenden Ungenauigkeiten zi vermindern, ist am Rahmen 8, 9 ein in radiale Richtung
verschiebbarer Arm 33 angebracht der an seinem äußeren Ende mit einem Hand griff
3.4 und mit Führungsrollen 33 ausge. rüstet ist. Während des Messens betiti<let
sie! der Arm 33 in der in Abb. 3 und 4 dargestell. ten herausgezogenen Stellung,
so daß der Fa. den 2 an einem möglichst großen Halbinessei den drehbaren Rahmen
8, 9 angreift. Wirf das Planimeter nicht gebraucht, so kann dei Arm 33 so weit zurückgeschoben
\verden, @lal. der Arm samt dem Handgriff 34 und den Halter für den Fahrstift i
innerhalb <les Gehäuses zu liegen kommt.
-
Das Arbeiten mit dein Polarplaninieter wirr dadurch wesentlich erleichtert,
claß (las Zählwerk bei Beginn der U mschreitung der zi: anessenden Fläche auf \u11
gestellt werden kann. Zu diesem Behufe ist (las ganze Zählwerk 14. um Zapfen 36
(Abb. 3 und
5)
schwingbar gelagert und wird durch <a# Eigengewicht mit
dem, 'leßrad z6 gegeai die Scheibe 24 gedrückt. Auf der Welle des Zeigers der Höchsten
Einheit sitzt die herzförmige Daumenscheibe 37, mit der die Rolle 38 des um den
Zapfen 39 drehbaren Rückstellhebels q.o zusammenwirkt. Am Gestell des Zälihwerkes
14 ist der tun den Zapfen 48 drehbare dreiarmige Hebel
39 gelagert. in dessen
gegal-eltem Ende 40 ein Stift eines unter Federwirkung stehenden, radial verschiebbaren
Schlittens 41 eingreift. Der Hegel 39 drückt niit seinem einen Arm den Rückstellhebel
4o entgegen einer Feder _12 nieder, so elaß die Rolle 38 außer Eingriff mit der
Dauineuscheihe 3; gehalten wird. Soll das Zählwerk auf -Null gestellt werden, so
wird der Schlitten .41 mittels einer an demselben angreifenden Schnur 43 herausgezogen,
wodurch der Hebel
39 Verdreht wird. Infolgedessen gibt der Hebel 30 einerseits
den Rückstellhebel 4o frei. so dai3 dieser durch die Feder 42 gNTen die lierzfi3rmige
Scheibe 3; gedrückt wird, anderseits stößt der nach ollen ragende Arin Ilea 1-lel:cl:
39 gegen einen Anschlag 44 des Gestelles des Zählwerkes und dreht das Zählwerk uni
clie "Zapfen 36 in dein Sinne, riali die Meßrolie an .von der Scheibe 24 aligellolieil
wird, \vorltircli
die Rückstellung des Zählwerkes auf Null selbsttätig
erfolgt. Beim Fahrenlassen fier Schnur 34 kehrt der Schlitten 41, der Hebel 3()
und das Meßrad 26 in dieRuhestellung zurück. so daß man mit dem Umfahren der zu
messenden Fläche beginnen kann und am Ende des Umfahrens das Ergebnis am Zählwerke
unmittelbar abliest.
-
Wird der Fahrstift bei herausgezogenem Meßfaden losgelassen, so rollt
die gespannte Feder 15 den Meßfaden-2 wieder auf die Fadentrommel3 auf. Da die Genauigkeit
der Messung eine starke Spannung des Fadens 2 erfordert, so würde die kräftige Feder
15 beim Fahrenlassen des Fahrstiftes i die Fadentroniinel 3 in zu rasche Umdrehung
versetzen, wodurch Schäden entstehen könnten. Zur Vermeidung dieses Übelstandes
ist im Rahmen 8, 9
eine Fliehkraftbremse 45 gelagert (Abb.6), die von der
Fadentrommel 3 durch ein Getriebe 46, 47 in Drehung versetzt wird und bei zu rascher
Drehung der Trommel 3 die Bewegung derselben bremst.