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Vorrichtung zum Messen von Kräften an Prüfmaschinen u. dgl. Zum Messen
großer Kräfte an Prüfmaschinen bedient man sich vorzugsweise hydraulischer Vorrichtungen,
die bisher stets aus Zylinder und Kolben bestanden und in der Regel gleichzeitig
als Krafterzeuger dienten. Es sind auch Einrichtungen bekannt geworden, bei welchen
in einem besonderen Meßzylinder mit frei spielendem, in der Regel eingeschliffenem
Kolben die Prüfkraft in Flüssigkeitsdruck umgesetzt wird. Der Ölverlust im Spalt
zwischen Zylinder und Kolben dieser Meßzylinder wird durch eine besondere Vorrichtung
ständig ersetzt, derart, daß entweder der Zufluß oder der Abfluß des Drucköles durch
ein Regelorgan in Abhängigkeit vom Druck oder von der Meßkolbenstellung selbsttätig
gesteuert wird. Einerlei nun, ob diese Vorrichtungen nur als Kraftmesser oder gleichzeitig
als Krafterzeuger und Kraftmesser dienen, immer bleiben Reibungen bestehen, die
je nach Anordnung, Kolbengewicht und Art der Dichtung mehr oder weniger fehlerhafte
Anzeigen bedingen. Insbesondere auch die Regeleinrichtungen- gesteuerter Meßzylinder
geben infolge ihres verwickelten Aufbaues leicht zu Störungen Anlaß und erfordern
einen Druckerzeuger, der je nach der Größe der zu messenden Kraft einen sowohl in
der Menge wie im Druck veränderlichen Ölstrom liefert.
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Es ist Zweck dieser Erfindung, die erwähnten Mängel der bekannten
hydraulischen Kraftmesser zu vermeiden. Die Erfindung macht zwar auch von hydraulischer
Kraftmessung Gebrauch und ordnet, wie im Prinzip bekannt, die Druckerzeugung für
die Messung getrennt von der Krafterzeugung an, vermeidet aber alle Reibungen, die
durch gegenseitiges Verschieben vori Teilen in der Kraftrichtung, beispielsweise
beim Spiel des Kolbens im Zylinder, entstehen können. Insbesondere entfallen durch
die Anwendung eines konstanten, d. b. in seiner zeitlichen Menge gleichbleibenden
Ölstromes alle verwickelten und kostspieligen Regelorgane für denselben.
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Nach der Erfindung wird ein konstanter Ölstrom zwischen die im wesentlichen
senkrecht zur Kraftrichtung stehenden achsensymmetrischen Flächen zweier oder mehrerer
einander gegenüberliegenderKörper gedrückt, von denen mindestens einer ortsfest
und mindestens einer, nämlich der von der zu messenden Kraft beeinflußte, in Richtung
von und zum festen Körper beweglich ist. Zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen
Körper wird ein Spalt gebildet, durch den die in an sich bekannter Weise ständig
geförderte Flüssigkeit abströmen kann. Je größer die in Richtung des festen Körpers
auf den beweglichen Körper wirkende Kraft ist, desto enger wird der Spalt und desto
größer der Flüssigkeitsdruck, der erforderlich ist, um die Flüssigkeit durch den
Spalt zu treiben. Der Flüssigkeitsdruck
bietet somit einen Maßstab
für die zu messende Kraft und kann durch bekannte Mittel, wie Feder- oder Pendelmanometer
o. dgl., festgestellt werden.
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Da hierbei keine Reibung und Verschleiß erzeugende Verschiebung der
Körper gegen; einander stattfindet und die in dem Spalt gebildete Flüssigkeitsschicht
die metallische Berührung- der Platten behindert und harte Rückschläge, z. B. beim
Reißen oder Bruch des Prüfstückes, dämpft, so werden durch die Erfindung sowohl
die Genauigkeit des Messens auf das äußerste gesteigert als auch die Meßvorrichtung
selbst sehr geschont, wobei die Anfertigung der Körper bzw. Herrichtung der betreffenden
Flächen der Körper fabrikatorisch sehr einfach ist, im Gegensatz z. B. zum Einschleifen
von Kolben in Zylinder. Weitere Vorteile der Erfindung sind: Vermeidung von Dichtungen
,und Dichtungsreibungen, kleinste bewegee Massen und kleinste Einstellwege, daher
sehr rasches und empfindliches Ansprechen auf kleinste Belastungsänderungen, keine
dem Verschleiß unterworfenen Teile, die zeitweiliges Auswechselen erfordern, daher
stete Betriebsbereitschaft, keine Steuerungsorgane oder Regeleinrichtungen bzw.
dadurch bedingte Störungsquellen, einfachster Aufbau aus wenigen Teilen, daher größte
Betriebssicherheit und schließlich einfachste Anwendung für die abwechselnde Messung
entgegengesetzt gerichteter Kräfte bzw. Doppelmessungen zur Kontrolle.
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Die Ausführungs- und Anwendungsformen der Erfindung sind natürlich
sehr vielartige; einige sind in den Fig. i bis 6 zum besseren Verständnis der Erfindung
schematisch veranschaulicht.
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Die einfachste Ausführung zeigt Fig. i. Auf dem festen Körper oder
der Grundplatte A liegt die Platte B lose auf bzw. wird durch die zu messende Kraft
aufgepreßt. Die sich gegenüberliegenden Flächen (Drosselflächen) sind dargestelltermaßen
eben, sie können aber auch anders gestaltet sein, z. B. kegelförmig oder einander
entsprechend konvex und konkav. Eine kontinuierlich arbeitende; zweckmäßig schnellaufende
Pumpe konstanter Förderleistung preßt Flüssigkeit durch ein Rohr D zwischen
A und B und hebt damit die Platte B entgegen der Kraft P und öffnet
den Spalt C, bis sich durch Abströmen der Flüssigkeit und Druckbildung im Spalt
C Gleichgewicht zwischen Kraft P und dem Flüssigkeitsdruck einstellt. Auf der Skala
eines Meßgerätes E läßt sich dann die Höhe des Druckes bzw. der Kraft P ablesen.
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Nach Fig. 2 sind die Platten A und B mit Aussparungen
d und b1 versehen, um ein größeres Volumen der Preßflüssigkeit zwischen den beiden
Platten zwecks Aufhebung des Einflusses der Strömungsgeschwindigkeit auf das Meßgerät
E zu erhalten, Die Drosselflächen werden zweckmäßig als schmale Ringflächen gestaltet
(Fig. 3).
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Fig. q. zeigt eine Ausbildungsform, um die aus dem Spalt C austretende
Flüssigkeit abzufangen und durch ein Rohr F zur Pumpe bzw. zu einem Behälter zurückzuleiten.
Nach oben -bzw. nach unten vorstehende Flanschen G, H, leiten bzw. halten
die Flüssigkeit in Rinne I, in welche das Rohr F bzw. mehrere derartige Rohre oder
Abläufe münden.
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Um den Gegenstand der Erfindung für in entgegengesetzter Richtung
wirkende Kräfte, wie z. B. bei Prüfmaschinen für Zug und Druck, zu verwenden, kann
die eine Kraft, wie in Fig. i und 2 dargestellt, direkt auf die bewegliche Platte
B einwirken und die entgegengesetzte Kraft durch an sich bekannte Übertragungsorgane
auf diese Druckrichtung umgelenkt werden. Die Erfindung bietet aber in hervorragendem
Maße auch die Möglichkeit, beide entgegengesetzt gerichteten Kräfte abwechselnd
direkt zu übertragen, indem die Körper oder Platten A und B in einem
Rahmen angeordnet werden, der einmal die Auflage des Körpers A bei von oben wirkender
Kraft P, ähnlich wie in Fig. i und 2, das andere Mal die Auflage des Körpers B am
oberen Rahmenteil bei von unten her wirkender Kraft P gestattet. Zwei Ausführungsbeispiele
sind in den Fig. 5 und 6 gezeichnet.
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In Fig.5 -ist, um die -aufwärts gerichtete Kraft P' zu messen, dieselbe
gegen die Platte A gerichtet, während die Platte B sich gegen ein festes 4Viderlager
im Rahmen L stützt. Die Druckrolüleitung für die Zufuhr der Preßflüssigkeit und
der Anschluß für das Meßgerät kann entweder in die untere Platte A oder in
die obere Platte B eingeführt werden. Soll bei dieser Ausführungsform eine
entgegengesetzt, d. h. abwärts gerichtete Kraft P gemessen werden, so legt sich
die Platte A nach unten gegen ein festes Widerlager im Rahmen L, und die Platte
B wird durch die Praft P gegen A gepreßt.
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Nach Fig. 6 ist die Platte A1 fest im Rahmen M eingespannt; auf die
sich die Platte B auflegt biw. durch die Kraft P aufgepreßt wird; andererseits kann
bei entgegengesetzter Kraftrichtung P1 sich die Platte Bi gegen die Platte A' anlegen..
Die Druckrohrleitungen und Anschlüsse für Meßgeräte für beide Kraftrichtungen liegen
in dem Falle in der Platte A1 und körnen durch Umschaltorgane O, Q entsprechend
geschaltet werden.
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Ordnet man bei einer Ausführung etwa nach Fig. 6 Umleitorgane an,
derart, daß die- j selbe Kraft P einmal- direkt, z. B. von oben auf Platte B, das
andere Mal oder auch
gleichzeitig ihittels der Umleitorgane von
unten auf Platte BI wirkt, und sieht dabei doppelte Zuleituagen und doppelte Meßgeräte
vor, so hat man eine bequeme und jederzeit betriebsbereite Kontrolle.