DE565639C - Windmesser und Verfahren zu seiner Anwendung - Google Patents

Description

• Windmesser und Verfahren zu seiner Anwendung Die Erfindung betrifft einen Windmesser, welcher die Bestimmung der Orthogonalkomponenten der Windgeschwindigkeit für beliebige Lage des Achsenkreuzes gegenüber der Windrichtung wesentlich erleichtert, sowie ein Verfahren zur Anwendung dieses Windmessers.
• Der Windmesser gemäß der Erfindung besteht-im wesentlichen aus einer sehr leichten Kugel oder Kugelzone, welche mit einer Achse oder mit Achszapfen starr verbunden ist und sich mit diesen dreht. Im Fall einer Kugelzone liegt die Achse bzw. die gemeinsame Mittellinie der Achszapfen in der Symmetrieachse der Kugelzone. Der wesentliche Teil der Kugel ist gemäß der Erfindung innerhalb eines Körpers mit fester Oberfläche angeordnet, aus welchem nur eine Teilkalotte herausragt.
• Zur Bestimmung der Orthogonalkomponente der Windgeschwindigkeit nach einer beliebigen Richtung wird der Windmesser so einbestellt, daß seine Drehachse senkrecht zu der gesuchten Richtung verläuft, während die Begrenzungsebene der aus dem Körper herausragenden Kalotte parallel zur gewünschten Richtung liegt. Die Umlaufzahl der Kugel ist dann innerhalb eines großen Bereichs dem gesuchten Wert der Windgeschwindigkeitskomponente proportional.
• Windgeschwindigkeitsmesser mit umlaufender Welle sind bereits vielfach bekannt, und zwar tangential beaufschlagte Windräder und auch axial beaufschlagte Propeller. Die tangential beaufschlagten Windräder mit senkrechter Achse sind zur direkten Messung der Windgeschwindigkeitskomponente nach einer bestimmten Richtung schon deshalb ungeeignet, weil ihre Drehzahl von der Windrichtung innerhalb der horizontalen Ebene völlig unabhängig ist. Aber auch N.Vindräder mit waagerechter Achse oder Windmeßpropeller erlauben keine unmittelbare Messung der Windkomponente nach beliebigen Richtungen, weil ihre Umlaufzahl zwar von der Größe des Winkels zwischen ihrer Drehachse und der Windrichtung abhängig ist, diese Abhängigkeit jedoch keinesfalls sinusartig ist. Praktisch werden deshalb diese Windmesser genau in Windrichtung eingestellt, z. B. durch eine Windfahne, während die Komponente der Windgeschwindigkeit nach der gewünschten Richtung durch nachträgliche Komponentenzerlegung bestimmt wird. Hierdurch entsteht ein Zeitverlust, der z. B. bei Messungen für ballistische Zwecke sehr nachteilig ist und der nach der Erfindung vermieden wird. Gleichzeitig werden durch die Erfindung die zur Komponentenzerlegung bisher erforderlichen Hilfsinstrumente überflüssig.
• Auf der Zoichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer praktischen Anwendung der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Abb. r das Instrument in senkrechtem Schnitt, Abb. z einen waagerechten Schnitt nach der Linie A-B der Abb. r. Das Instrument besteht aus einer leichten ganzen Kugela, durch welche eine waagerechte, mit ihr starr verbundene Achse hindurchgeht. Die Achse ruht auf den Lagern b, b, welche von einem Gehäuse c getragen werden. Das Gehäuse c hat einen Deckeld mit runder Offnunge, aus welcher die Kalotte der Kugel a herausragt.
• Die Achse der Kugel ist drehbar und überträgt durch ein zweckmäßiges Getriebe f die Bewegung auf ein Verbindungsorgan g.
• Es ist also eine feste Oberfläche d vorhanden, aus welcher oben die um eine waagerechte Welle drehbare Kugelkalotte a herausragt. Wenn somit die Kalotte dem Winde in zur Achse se.ikrechter Richtung ausgesetzt ist, so dreht sie sich und führt eine Anzahl Drehungen in der Zeiteinheit aus, welche der Windgeschwindigkeit proportional ist. Die Anzahl der Drehungen ergibt wie bei jedem Windrad die von dem Winde zurückgelegte Strecke.
• Während jedoch gewöhnliche Windräder mit senkrechter Achse das Integral der Windgeschwindigkeit, d. h. die vom Wind zurückgelegte Strecke unabhängig von der Richtung des Windes angeben, gibt das Instrument gemäß vorliegender Erfindung diese Angabe nur dann, wenn seine Drehachse zur Windrichtung senkrecht ist. Wenn dies nicht der Fall ist, liefert das Instrument die Komponente des Windes in der zur Drehachse senkrechten Richtung.
• Wenn man die Orthogonalkomponente der Windgeschwindigkeit für verschiedene Richtungen feststellen will, so muß man für jede Richtung ein Instrument aufstellen. Das Instrument kann jedoch mittels einer mechanischen Steuerung (z. B. elektrisch) nach Belieben einstellbar gemacht werden, so daß man in diesem Falle mit einem einzigen Apparat die Windmessungen in mehreren Richtungen vornehmen kann. Es ist klar, daß man einen solchen Apparat auch derart einrichten kann, daß seine Angaben graphisch aufgezeichnet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Windmesser, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer sehr leichten Kugel oder Kugelzone besteht, welche sich leicht zusammen mit einer mit ihr starr verbundenen Achse oder Achszapfen dreht, die im Falle einer Kugelzone die Symmetrieachse bilden.
2. 2. Windmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (a) innerhalb eines Körpers mit fester Oberfläche angeordnet ist, aus welchem nur eine Teilkalotte herausragt.
3. 3. Windmesser nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die herausragende Teilkalotte durch eine zur Drehachse . der Kugel parallele Ebene begrenzt ist. q..
4. Windmesser nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Kugel waagerecht angeordnet und um eine senkrechte Achse einstellbar ist.
5. 5. Verfahren zur direkten Messung der Orthogonalkomponente der Windgeschwindigkeit nach einer beliebigen Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse eines Windmessers nach einem der vorhergehenden Ansprüche senkrecht zu der' Richtung, die Begrenzungsebene der aus dem Körper herausragenden Kalotte parallel zu der Richtung der gewünschten Komponente eingestellt und dann in an sich bekannter Weise die Umlaufzahl der Kugel bestimmt wird, welche innerhalb eines großen Bereichs dem gesuchten Wert der Geschwindigkeitskomponente proportional ist.