DE385792C

DE385792C - Einrichtung zum Messen der Verschiebung zweier Koerper gegeneinander

Info

Publication number: DE385792C
Application number: DES54383D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1923-11-29

Description

Einrichtung zum Messen der Verschiebung zweier Körper gegeneinander. Um die Verschiebung zweier Körper gegeneinander oder die Verdrehungswinkel an Stäben, Wellen o. dgl. bei Belastung zu messen, sind Einrichtungen vorgeschlagen worden, die tiie Aufgabe auf optischem, mechanischem oder elektrischem Wege lösen. Alle diese Einrichtungen haben den Mangel, daß sie sehr verwickelt und dabei doch nicht genau genug sind. Vielfach gestatten sie auch nicht, die Verschiebung in größerem Abstand von dem zu untersuchenden Gegenstand zu messen oder sie dauernd zu beobachten, wie dies beispielsweise erforderlich ist, wenn die Messung dazu benutzt werden soll, Drehmomente zu bestimmen. Der Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die die Messung auf sehr einfache Weise genau und dauernd an beliebig entfernter Stelle vorzunehmen gestattet.
Die Erfindung besteht darin, daß mit den beiden Teilen, deren Verschiebung geöeneitianAer festgestellt werden soll, eine elektrische Brückenschaltung verbunden ist, bei welcher aus dem Ausschlag eines in die Brücke geschalteten Spannungsmessers auf die Größe der Verschiebung geschlossen wird. Der eine der leiden Teile trägt zwei Widerstandsdrähte der Brückenschaltung, deren Endklemmen mit einer Stromquelle verbunden sind. Am andern Teil sind die Schleifkontakte angeordnet, die auf dein Widerstandsdraht schleifen und zwischen denen der Spannungsmesser eingeschaltet ist.
In Abb. i ist die Einrichtung zur Messang er geradlinigen Verschiebung zweier Körper gegeneinander dargestellt.
b, d und f, 1a sind gerade gespannte Widerstandsdrähte, auf denen Schleifkontakte c und g schleifen. Der Endpunkt b des einen Drahtes ist mit dem entgegengesetzten Endpunkt lt des anderen Drahtes verbunden, ebenso der Endpunkt d mit dem Punkt f. An die Kontakte c und g ist der Spannungsmesser v angeschlossen. Die beiden anderen Eckpunkte b und d der Brücke sind über einen regelbaren Widerstand und gegebenenfalls ein Meßinstrument k an die Stromquelle i angeschlossen. Von den beiden Körpern, deren Verschiebung gegeneinander festgestellt werden soll, ist der eine mit den beiden ausgespannten Drähten b, d und f, h fest verbunden, der andere mit den Schleifkontakten c und g.
Abb. 2 zeigt eine grundsätzlich gleiche Einrichtung zum 'Messen von \'erdrehungswinkel7. An dem in dieser Abbildung dargestellten Beispiel soll die Wirkungsweise der Einrichtung näher erläutert werden.
Der geschlossene Leitungskreis a, b, c, d, e. f, g, h, ist in seinen beiden Hälften auf ungefähr gleichen Widerstand abgeglichen. Die Strecken b, c, d und f, g, h. sind kalibrierte Widerstandsdrähte. Die Schleifkontakte bei c und g sind voneinander isoliert, starr miteinander verbunden und an den Spannungsmesser v angeschlossen. Stehen die Kontakte e und g in der Widerstandsmitte, so ist der Ausschlag im Spannungsrnesserz, gleich 1u11. Bei konstanten Strom in den Meßdrähten b, c, d und h, g, f ändert sich die am Spannungsmesser gemessene Spannung proportional (!ein. Verdrehungswinkel der Schleifkontakte gegen die Mittelachse, wenn der Strom im Spannungsmesser klein ist gegen den Strom in den Meßdrähten.
Abb. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Einrichtung. Die Stäbe i r und 12 mögen zunächst als fest eingespannt und der Stab 25 als nicht vorhanden angesehen werden. Auf dem Stab r i ist eine Hülse 13 nicht (rehbar befestigt, die eine Scheibe 14 trägt, auf der die beiden kalibrierten Drahtstücke 15, 16 isoliert angeordnet sind. Die beiden Verbindungsleitungen der Drahtstücke sind über den Strommesser 17 und den Regelwiderstand 18 zur Stromquelle i9 geführt. Auf dem Stab 12 befindet sich die Hülse 2o mit einem daran befestigten starren Rohr 21. Dieses Rohr trägt an seinem freien Ende die beiden Kontaktträger 22, 23 des Brückenzweiges, der das Meßinstrument (Spannungsmesser 2d.) enthält.
In der dargestellten Mittellage ist rler Brückenzweig spannungslos. Sobald aber -le: Stab 12 durch irgendeine Kraft verdreht w'-_:-@l, bewegen sich die Kontaktträger 22 und 23 aus der Mittellage heraus, und der Spannungsmesser 24 zeigt einen Ausschlag, der um so stärker ist, je größer die Verdrehung deF. St1-bes 12 gegen den Stab i i ist.
Zur Messung und Aufzeichnung von Drehmomenten benutzt man bei den bekannten Ro.-tationsdvnamometern die Verdrehung der Enden einer Feder, eines Torsionsstabes oder eines Wellenstückes. Diese Verdrehung kann mit der Vorrichtung, z. B. nach der schematischen Anordnung, nach Abb. 3 gemessen werden. Die Teile i i und 12 sind dann aber nicht fest eingespannte Stäbe, sondern Wellen, deren eine die andere mittel.3 des Torsionsstabes 25 antreibt. Dieser Stab ist mittels Vierkantes in den Hülsen 13 und 2o befestigt, er wird proportional dem übertragenen Drehmoment verdreht. Da die Scheibe 1:I mit den Widerstandsdrähten 15 und 16 und die Kontalctträ,-er 22 und 23 sich mit den sie tragenden Wellen i r und 12 drehen, so inuß .der Strom den Wiierstandsdrähten durch Schleifringe 26 und dem Spannungsmesser oder Oszillographen 24 durch Schleifringe 27 zugeführt werden. -Man hat es bei dieser Anordnung in der Hand, das Meßinstrument in beliebigem Abstand von dem Dvnamometer aufzustellen, man mi ßt die Änderung des Drehmomentes volllco,nmen stetig, und man kann sehr schnelle Änderungen mit dem Oszillographen aufzeichnen, was bisher nicht möglich war.
Bei der Übertragung eines bestimmten Drehmomentes schließen die Kontaktträger 22, 23 einen bestimmten Winkel mit .der Nullstellung ein, .dessen Größe mittels des Meßinstrumentes 24 festgestellt werden kann.
Wenn es sich um die Feststellung sehr kleiner Verdrehungen handelt, so können die Kontaktarme 22 und 23 mit einer Hebelübersetzung versehen werden, so daß sich große Ausschläge an den Stromabnehmern ergeben.
Um den Widerstand der Brückendrähte h,.d und f, h in Abb. i und 2 groß wählen zu können, kann der Widerstand auch beispielsweise auf einen isolierenden Kern gewickelt sein, wie dies bei dem bekannten Schieberwiderstand der Fall ist.

Claims

PATENT -ANSPRÜCHE: r. Einrichtung zum Messen der Verschiebung zweier Körper gegeneinander mittels der Z@Theatstoneschen Brücke, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der gegeneinander bewegten Teile die vier Seiten einer Wheatstoneschen Brückenschaltung als zwei völlig gleichartige Drahtstrecken trägt, .deren Verbindungsstellen mit einer Stromquelle verbunden sind, während mit dem anderen Teil der Brückenzweig verbunden ist, dessen Anschlußstellen auf den Drahtstrecken schleifen können und in den das Meßinstrument derart eingeschaltet ist, .daß es bei Bewegung der beiden Teile gegeneinander eine der Größe der Bewegung beider Teile gegeneinander propörtionale Spannung zeigt.
2. Einrichtung nach Anspruch i zum Messen von Verdrehungswinkeln, dadurch gekennzeichnet, daß an den gegeneinander verdrehbaren Teilen konzentrische i#jbertragungselemente angeordnet sind, deren eines die vier Seiten einer @'6'heatstoneschen Brückenschaltung als zwei bogenförmig angeordnete Widertandsdrähte trägt, deren Verbindungsstellen mit einer Stromquelle verbunden sind, während der andere Teil den Brückenzweig enthält, dessen Anschlußstellen auf den Widerstandsdrähten schleifen können.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch Verwendung der Einrichtung für rotierende Dynamometer zum Messen von Drehmomenten von Wellen. ¢. Anordnung nach Anspruch i und 2 zum Messen sehr kleiner Verdrehungswinkel, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktarme, welche die Schleifkontakte des Brückenzweiges tragen, mit einer Hebelübersetzung versehen sind, so daß die Verdrehungswinkel an den Stromabnehmern und damit die Ausschläge am Meßinstrument vergrößert werden.