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Einrichtung zur Radizierung Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen
zur Radizierung einer vorgegebenen veränderlichen Kraft, die durch eine Gegenkraft
im Gleichgewicht gehalten wird, indem durch eine Hilfskraft die gegenseitige Lage
der Stütz- bzw. Angriffspunkte geändert wird. Die Erfindung besteht darin, daß die
Gegenkraft mittels einer Gleitrolle in konstanter Größe und Richtung auf einen Hebel
mit verschiebbarem Drehpunkt, die auszumessende, entgegengesetzt gerichtete Kraft
auf die Endrolle eines Hebels mit festem Drehpunkt derart und in solcher Anordnung
einwirkt, daß sich die Endrolle des verschiebbaren Hebels gegen den festen Hebel
abstützt, so daß die durch eine Hilfskraft bewirkte Drehpunktverschiebung des ersten
Hebels ein Maß für den Wurzelwert der auszumessenden Kraft darstellt.
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Weiterhin besteht die Erfindung darin; daß zur selbsttätigen Einstellung
des verschiebbaren Hebels dieser mit einem axial verschiebbaren, sich drehenden
Zylinder gekuppelt ist, auf dem sich um die Berührungsnormalen schwingende Reibscheiben
so abrollen und deren Schwinglager mit dem Hebelsystem so gekuppelt ist, daß das
Ausweichen des letzteren aus. der Gleichgewichtslage eine Reibscheibenschwenkung
herbeiführt, welche den Zylinder mit dem verschiebbaren Hebel so weit verschiebt,
bis die Abweichung des Hebelsystems aus der Gleichgewichtslage rückgängig gemacht
ist. Der Erfindung liegt also das Prinzip zugrunde, durch Stützpunktsverlagerung
von Hebelarmen das Gleichgewicht zwischen Kräften herzustellen. Dieses Prinzip ist
an sich bekannt und z. B. bei Vorrichtungen zur mathematischen Zusammensetzung (Multiplikation,
Division, Potenzieren usw.) veränderlicher physikalischer Größen benutzt worden,
bei denen eine Hilfskraft die veränderlichen Kräfte in einen Gleichgewichtszustand
versetzt, indem sie die gegenseitige Lage der Stütz- bzw. Angriffspunkte verändert,
was als Maß für die Zusammensetzung der Kräfte dient. Die Verschiebung der Stützpunkte
kann anstatt durch eine Hilfskraft auch durch eine der beiden veränderlichen Stellkräfte
bewirkt werden, während die Hilfskraft an einem Hebelarm der Stellkräfte wirkt und
deren veränderliche Größe das Resultat angibt. Aus diesem Bekannten ist aber nicht
ahne weiteres zu entnehmen, wie es unter Verwendung von Hebeln möglich ist, aus
einer vorgegebenen Größe deren Wurzelwert zu bestimmen. Außerdem sind bei den bekannten
Vorrichtungen die Hebeldrehpunkte sämtlich fest gelagert, während die erfindungsgemäße
Anordnung einen Hebel mit verschiebbarem Drehpunkt zur Voraussetzung hat. Diese
Weiterbildung des bekannten Prinzipes der Stützpunktverlagerung ermöglicht den Bau
einer Radiziervorrichtung mit besonders einfacher Hebelanordnung, die u. a. noch
den Vorteil aufweist, daß die zu messende
und zu radizierende veränderliche
Kraft durch eine Gegenkraft von praktisch konstanter Größe ausgeglichen wird. Bei
den erwähnten bekannten Vorrichtungen handelt es sich durchweg um veränderliche
Kräfte..
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Es sind zwar bereits als Radiziervorrichtung dienende Hebelanordnungen
mit Verlegung des Drehpunktes von Hebelarmen bekannt geworden, die jedoch auf dem
aus der Geometrie bekannten Höhensatz für rechtwinklige Dreiecke beruhen und die
daher mit denn erfindungsgemäß weitergebildeten Prinzip der Stützpunktsverlagerung
von Hebelarmen nichts zu tun haben.
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Die Fig. i und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung von
vorn bzw. von der Seite gesehen, während die Fig.3 und q. ebenfalls von vorn und
von der Seite gesehen eine Einzelheit wiedergeben. Es soll beispielsweise aus dem
auf einer Membrandose lastenden Staudruck die Strömungsgeschwindigkeit ermittelt
werden. Als Gegenkraft P ist z. B. eine die zu messende Kraft auswiegende Feder
gewählt, die sich in einer festen Achse oder Ebene A-A mittels einer Rolle R, auf
den um eine verschiebbare Drehachse Cl schwingenden, unter Ro gleitenden Hebel Hl
stützt. R, kann dabei an einen Lenker L genau genug in Richtung A-A um die feste
Achse Co schwingen. Der Hebel Hl stützt sich seinerseits auf den entgegengesetzt
um eine feste Achse C2 schwingenden Hebel H2 mit einer auf H2 gleitenden Endrolle
R1, der Hebel H2 wiederum mit der Endrolle R2 etwa auf einen die zumessende oder
auszulastende Kraft übertragenden Meßdosenteller M ab. Mit der Verschiebung v des
Hebels Hl, d. h. der Entfernung der Rolle R1 aus der durch die Achse C2 gehenden
Hebelquerebiene, wächst proportional einerseits die von dieser Rolle durch die Feder
.P von Hl auf H2 ausgeübte Kraft K und andererseits der wirksame Arm des Hebels
H2 und daher quadratisch das mittels H2 auf M ausgeübte Moment. Bei solchen Verschiebungen
v, bei denen eine konstante Kraft P durch eine veränderliche Meßdosenkraft Ma mittels
dieser quadratischen Übersetzung der aufeinanderwirkenden Momente ausgelastet wird;
wächst hiernach Mo quadratisch mit v; so daß v z. B. eine Strömungsgeschwindigkeit
anzeigt, wenn Mo der Strömungsstaudruck ist Die Herstellung des Auslastungszustandes
zwischen P und Mo kann (vgl. auch Fig. 3 und ¢) durch eine Regler- oder Steuervorrichtung
geschehen, indem mit der verschiebbaren Achse Cl ein in der Symmetrieachse von Hl
liegender Zylinder Z gekuppelt wird, der durch eine auf seiner Achse S gleitende
Kupplung G von einem Motor O gedreht wird, und auf dessen Umfang sich eine oder
mehrere um die Berührungsnormale N-N mit dem Zylinder schwenkbare, passend untereinander
gekuppelte Reibscheiben F abrollen, wobei das in einem festen Rahmen B mit seinem
Zapfen um N-N schwenkbare Reib--scheben@ager D mit dem Hebel H2 oder Lenker L durch
die Verbindung W so gekuppelt ist, daß eine Aüslenkung a des letzteren aus der Mittellage
eine Schwenkung a1 der, Reibscheiben F aus der Querebene Q-Q des Zylinders Z bewirkt.
Denn die Schwenkung al hat zur Folge, daß sich die Reibscheibe auf einer Schraubenlinie
mit dein Steigungswinkel x1 relativ zum Zylinder Z abrollt und, da der Reibscheibenzapfen
feststeht, der Zylinder aber axial verschiebbar ist, letzterer so lange verschoben
wird, bis die Schwenkung a rückgängig gemacht, d. h. die Mittellage von L,
Hl, H2 hergestellt wird.
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Diese Steuerung ist eine sehr empfindliche, da einerseits das zum
Schwenken der Reib-Scheiben F von dem Hebelsystem aufzuwendende Drehmoment infolge
der punktförmigen Auflage der Reibscheibe auf dem Zylinder nahezu Null ist und andererseits
die.geringste Schwenkung dieser Scheibe infolge des großen Umfangsweges, auf den
sich Reibscheibe und Zylinder schon bei mäßigen Größen des Zylinderdurchmessers
d und seiner Umdrehungszahl n aufeinander abwickeln, bereits merkliche Hebelverschiebungen
v hervorruft, da v=al-d-n-n ist.
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Infolgedessen ist die Vorrichtung besonders für die Auslastung von
Meßdosenkräften mittels. Federn geeignet, da sie die Meßdosenverschiebungen und
damit die als Fehlergrößen auftretenden Membranspannungen der Dose und ebenso die
Verschiebungen der auslastenden Meßfeder in. äußerst engen Grenzen hält.