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Vorrichtung zum Messen von Kräften und Bewegungen Man kennt Vorrichtungen
zum Messen von Kräften und Bewegungen, bei welchen eine einen hochelastischen, nicht
metallischen und nicht flüssigen Werkstoff, wie z. B. Gummi, aufnehmende Kammer
mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist, durch welche der Werkstoff oder
ein von außen eingeführter Körper durch den auf den Werkstoff ausgeübten Druck nach
außen gedrückt wird, so daß die Größe der Auspressung des elastischen Werkstoffes
oder die Größe der Ausstoßbewegung des eingeführten Körpers als Maßstab für die
zu messende Kraft oder Bewegung ;gewertet wird. Bei Anwendung von sehr großen. Drücken.
von 'etwa 5, ro oder mehr Tonnen hat sich diese Anordnung als nicht besonders geeignet
erwiesen, - da der elastische Werkstoff bei .sehr hohen Drücken in eine teigartige
oder flüssige Form übergeht und in zu großer Menge aus der öffnuing der Kammer ausfließt.
Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt. Es geschieht das
dadurch, daß der elastische Werkstoff in einer allseitig geschlossenen Kammer eingebettet
wird, in welcher er nur durch einen Kolben zusammengepreßt wird, ohne daß in dieser
Kammer eine weitere Öffnung vorgesehen ist, durch welche der elastische Werkstoff
oder ein in ihn eingeführter Körper nach außen gedrückt wird. Beim Aufhören des
Druckes geht der elastische Werkstoff wieder in seine iursprüngliche Form zurück,
so daß die Vorrichtung ohne Auswechslung der elastischen Werkstoffmasse wieder erneut
verwendbar isst. Eine Auswechslung der elastischen Werkstoffmasse braucht erst nach
längerer Zeit zu erfolgen, wenn ihre Elastizität gewisse Ermüdungserscheinungen
zeigt.
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Es ist auch schon eine. Vorrichtung bekannt, bei welcher ein elastischer
Werkstoff in einer Kammer angeordnet ist und durch einen Kolben zus,ammengepreßt
wird, wobei ein durch eine weitere Öffnung in die Kammer eingeführter Kolben unter
der Wirkung des in der Kammer verdrängten Werkstoffes auf einen Waagebalken einwirkt,
der zum Messen, des ausgeübten Druckes durch Verschiebung eines Gewichtes in den
Gleichgewichtszustand gebracht werden muß. Diese Vorrichtung ist für sehr große
Drücke gleichfalls nicht anwendbar, da, der Werkstoff auch hier nicht in einer `geschlossenen
Kammer ohne Ausstoßöffnung angeordnet ist und ferner die Waagebalken anordnung schon
die Anwendung größerer Drücke verbietet. Man kennt ferner auch eine Einrichtung
zum Messen des Rückdrucks bei Schneckengetrieben, bei welcher eine in einer geschlossenen
Kammer eingeschlossene Masse zusammengepreßt und der Rückdruck auf eine Anzeigevorrichtung
übertragen wird. Diese Einrichtung, die überdies
in der Druckkauimer
keine hochelastische Werkstoffmasse vorsieht, ist gleichfalls nur für kleinere Drücke
anwendbar.
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In der Abbildung ist ein Ausfü" beispiel der Erfindung schematisch
im= dargttstellt. "" Mit 3 ist die den hochelastischen Werkstoff, z. B. Gunnni,
aufnehmende geschlossene Kammer bezeichnet, die durch die Unterlage i und durch
den Druckkolben 2 gebildet wird. Der .elastische Werkstoff 3 wird in dieser Kammer
durch den Druckkolben 2 nur einer Kompression unterworfen, ohne daß die elastische
Werkstoffmasse deformiert wird. Die Bewegung des Druckkolbens 2 entspricht hierbei
der Stärke der Kompression und kann als Maßstab für den ausgeiibten Druck bewertet
werden, indem die Bewegung des Kolbens z. B. auf eine diesen Druck anzeigende Meßvorrichtung
8 übertragen wird. Zu diesem Zwecke ist in der gezeichneten Ausführungsform mit
der Druckplatte 2 :ein Glied 4¢ verbunden, das bei 45 an einem festen Teil der Meßuhr
8 befestigt ist. Der Füblheb:el9 oder Stehstift 4f> der Meßuhr arbeitet dabei mit
einem festen Widerlager derart zusammen, daß die Bewegung des Druckkolbens 2 und
des an diesem befestigten Gliedes 44 eine entsprechende Arrzeigebewegung in der
Meßuhr 8 auslöst.
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Es kann natürlich auch an Stelle der Meßuhr 8 ein anderes Anzeigegerät
gewählt werden. So kann z. B. in einfachster Weise an dein Druckkolben 2 seitlich
eile Zeiger angebracht sein, der mit einer an der Unterlage i angebrachten Skala
zusammenarbeitet und die Größe der Bewegung des Druckkolbens a an dieser Skala.
anzeigt.
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Wie Versuche ergeben haben, ist Gummi als Druckmedium .ebensowenig
wie Wasser bei hohen Drücken volumenbeständig. Bei einem Druck von z. B.-3ooo Atm..komplimiert
sich ein Gummikörper um etwa 70/0 des ursprünglichen Volumens und verhält
sich also in dieser Beziehung ähnlich wie Was,'ser. Wird der Druck wieder aufgehoben,
so nimmt Gummi nicht nur das ursprüngliche Vollumen, sondern auch die ursprüngliche
Form wieder an, gleichviel wie hoch der Druck war, im Gegensatz zu nderen, insbesondere
metallischen Werkstoffen, die bei hohen Drücken, wenn die Elastizitätsgrenze überschritten
wird, bekanntlich eine bleibende Formänderung und ein geringeres Volumen annehmen.
Dabei wird die eigentliche Elastizität des hochelastischen Mediums nicht oder nur
in geringem Maße in Anspruch genommen. Die Reibungsverluste des Kolbens und des
Druckmediums sind sehr gering, da der Kolben keine besonderen Packungen hat und
das Fließen des Druckmediums vorzugsweise im Kern des Stoffes und nicht an den Wänden
der Druckammer vor sich geht, wo die Reibung gröe ist.
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;.'Urn hei hohen Drücken ein Durchfließen des elastischen Werkstoffes
an den Kanten zu vermeiden, kann der Druckkolben 2 nach der den :elastischen Werkstoff
3 aufnehmenden Druckkammer zu ausgehöhlt bzw. mit innen konisch verlaufenden Kantenansätzen
47 versehen sein. Unter der Einwirkung des Druckes von dem hochelastischen Werkstoff
federt die Kante 47 des Kolbens gegen die durch die Unterlage i gebildete Wand der
Druckkammer, wodurch die Dichtung :erhöht und ein Durchfließen des elastischen Werkstoffes
verhindert wird.
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Die beschriebene Vorrichtung kann für die verschiedensten Anwendungszwecke
benutzt werden, so z. B. bei Maschinenelementen aller Art, bei Materialprüfmaschinen,
Pressen, Hebezeugen usw., kurz, überall da, wo es darauf ankommt, Drücke zu messen.
Es können hierbei ganz flache Meß.dosen Anwenduing finden, die verhältnismäßig dünne
Gummi- o. dgl. Scheiben aufnehmen.
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Anstatt Gummi kann. gegebenenfalls auch ein anderer hochelastischer
und stark deformierbarer, nicht metallischer Stoff als Druckmittel Anwendung finden,
wie z. B. Gelatine, deren Komprimierungsverhältnisse ähnlich denen von Gummi sind.