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KAISERLICHES

PATENTAM

Die am meisten bekannten Planimeter und die davon abgeleiteten Integratoren, Totalisatoren U.S.W., welche verschiedentlich an Dynamometern , Indicatoren und verwandten Mefsinstrumenten angewendet wurden, haben entweder das Princip des Am si er'sehen Polarplanimeters oder das des Hermann Wetlischen Linearplanimeters zur Grundlage. Beide Systeme erweisen sich jedoch in ihrer Anwendung bei den oben erwähnten Instrumenten nur wenig brauchbar, da sie zu ungenau arbeiten, zu verwickelt und theuer sind. Diese Uebelstände rühren her von der Anwendung unzweckmäfsiger Mechanismen für die erforderliche Bewegung der Mefsrolle.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Mechanismus, welcher die genannten Uebelstände vollkommen zu beseitigen ermöglicht.

Dieser neue Mechanismus besteht aus einem gleichschenkligen Schubkurbelgetriebe (s. Burmester's Kinematik, Bd. 1, S. 327, 339 und 828), bei welchem die Mefsrolle entweder auf der Kurbel oder auf der Schubstange oder zu diesen parallel leicht drehbar angeordnet wird. Zur erforderlichen Drehung der Mefsrolle um ihre Achse dient eine ebene oder cylindrische Fläche, gegen welche sie so stark angedrückt wird, dafs bei einer Relativbewegung von Rolle und Fläche gegen einander die zwischen beiden auftretende Reibung die gewünschte Drehung der Rolle sicher veranlafst.

Diese Mefsrolle stimmt also ihrer Arbeitsweise nach überein mit der Mefsrolle des allgemein bekannten Polarplanimeters nach Amsler bezw. mit allen gleichwerthigen Rollen bei den von Abdank-Abakanowicz beschriebenen Instrumenten. Aus diesem Grunde sind auch die Mittel zur Erzielung der erwähnten Relativbewegungen zwischen der Mefsrolle und der ebenen oder cylindrischen Fläche die schon bekannten vielfältigen.

Das Wesentliche und Neue des vorliegenden Gegenstandes liegt in der Anwendung des gleichschenkligen Schubkurbelgetriebes zur Aenderung der Achsenlage, d. h. zur Führung der Mefsrolle, damit sie die gewünschten Drehungen sicher ausführen mufs.

Dieser neue Mechanismus gestattet gegenüber anderen ähnlicher Art eine bessere und zweckmäfsigere Anbringung an Indicatoren, Totalisatoren, Dynamometern, Rechen- und allen Registrirapparaten, bei denen zwei rechtwinklig oder parallel zu einander erfolgende Bewegungen oder Kreisbewegungen auftreten. Eine dieser Bewegungsrichtungen liegt jedenfalls einem der erwähnten Instrumente zu Grunde. Ein weiterer Vortheil liegt in der Möglichkeit, sehr geringe Massen verwenden zu können, so dafs ein rasches Schwingen derselben, wie z. B. bei einem Indicator, keinen Einflufs auf die Beschaffenheit des Diagrammes und mithin auf das Resultat der Mefsrolle ausübt. Besonders zweckmäfsig ist auch die Lagerung der Mefsrolle nach Fig. 2.· In vielen Fällen, namentlich bei Registrirapparaten, ist die den Schreibstift bewegende Kraft sehr klein, soll aber doch ähnlich wie in Fig. 2

die Achsenlage der Mefsrolle verändern. Letztere ist hier so angeordnet, dafs zu dieser Lagenänderung eine sehr geringe Kraft völlig genügt, da die Rolle blos um einen Punkt, ihren Berührungspunkt, gedreht wird. Durch entsprechendes Ausbalanciren kann die Kraft noch empfindlicher zur Wirkung gebracht werden. Die Fig. 5 und 6 eignen sich vorzüglich als Planimeter, weil gröfsere Flächen im Verhältnifs der Dimensionen des Instrumentes gemessen werden können als mit bestehenden Instrumenten, und weil bei »Pol innerhalb« wie bei »Pol aufserhalb« der Figur ein stets gleichgerichtetes Umfahren und eine directe Ablesung ohne Operiren mit einer Constanten ermöglicht ist, da bei Anwendung des gleichschenkligen Schubkurbelgetriebes der den Amsler'sehen Polarplanimetern zu Grunde liegende Grundkreis auf einen Punkt, den »Pol« selbst zusammenschrumpft.

Von den vielerlei Mitteln zur Erreichung der Relativbewegung zwischen Rolle und Fläche sind bei den auf beiliegender Zeichnung schematisch dargestellten Instrumenten nur diejenigen in Anwendung gebracht worden, welche für die Praxis am werthvollsten zu sein versprechen.

In Fig. ι ist ein Rechenschieber dargestellt. Auf den beiden gegen einander verschiebbaren und mit entsprechenden Theilungen versehenen Linealen A und B sind zwei Schieber S₁ und S, angeordnet. Letztere sind durch ein aus der Kurbel K und der Schubstange S bestehendes gleichschenkliges Schubkurbelgetriebe mit einander verbunden. Die hohle Nabe N der Kurbel ist in dem Schieber S₁ drehbar und trägt die Mefsrolle R derartig, dafs die Ebene von R parallel zur Mittellinie der Kurbel steht und dafs R bei einer Verschiebung des Lineals B gegen S₁ durch die zwischen B und R auftretende Reibung sicher um die Achse gedreht wird. Stehen die Lineale still und wird der Schieber S₂ verschoben, dann dreht sich die Rolle R nur um ihren Berührungspunkt auf dem Lineale B und führt keine Bewegungen um die eigene Drehachse aus. Durch geeignete"Einstellungen des Kurbelmechanismus K S auf A und durch entsprechende Verschiebungen des Lineales B werden die gewünschten Rechenoperationen ausgeführt. Sowohl die Länge der Kurbel K und der Schubstange S ist nach Belieben zu verändern.

Dieser Rechenschieber bildet gleichzeitig einen Mafsstab mit veränderlicher Theilung, welche durch die Stellung des Schiebers S₁, auf dem Lineal A bestimmt wird.

In allen Figuren der beiliegenden Zeichnung bezeichnen dieselben Buchstaben gleiche Theile.

Die Fig. 2 bis 6 stellen neue Integratoren dar. Da bei denselben zwei rechtwinklig zu einander gerichtete Bewegungen stattfinden, von denen die eine die Achsenlage der Mefsrolle -R bestimmt, während die andere nur die Drehung dieser Rolle verursacht, so mufs bei allen diesen Instrumenten die Mittelebene der Mefsrolle um 90° gedreht, also senkrecht zur Mittellinie der Kurbel K bezw. Schubstange S angeordnet werden, je nachdem R auf K oder auf S angebracht wird. Erfolgen die die Ächsenlager der Rolle sowie die Rotation derselben veranlassenden Bewegungen unter einem anderen Winkel als go ° gegen einander, so mufs auch die Rollenachse zur Mittellinie der Kurbel bezw. Schubstange um so viel gedreht werden, wie die Abweichung von der senkrechten Richtung beträgt.

Fig. 2 zeigt einen neuen Integrator nach - dem erwähnten Princip in seiner. Anwendung bei einem Indicator. In der hohlen Nabe N der Kurbel K ist die Mefsrolle JR wie in Fig. ι eingebaut; dabei ist die Nabe in einem unbeweglichen Theile A des Indicators derartig drehbar angeordnet, dafs die Rolle R an dem Diagrammcylinder C des Indicators anliegt und der Berührungspunkt b von -R während der Drehung von C einen Kreis durchläuft, dessen Projection in Fig. 2 die Linie k-k ist. Nur bei einer Drehung von C wird die Mefsrolle gedreht. Der Berührungspunkt b und der Endpunkt B der Schubstange S liegen immer auf einer und derselben Seite des Cylinders C In B ist auch der Stift angebracht, welcher auf C das schraffirte Indicatordiagramm F beschreibt.

Bei der Erzeugung dieses Diagrammes von dem Stifte in B mifst gleichzeitig die Rolle R den Inhalt desselben, wenn der Umfang der Rolle gleich der Summe der Längen von Kurbel K und Schubstange S ist.

Die auf dem Cylinder C aufgewickelte Länge des Indicatordiagrammes mifst den Hub der Dampfmaschine. Wird diese Länge gleich der Länge der Kurbel und Schubstange gemacht, dann kann an der Rolle R unmittelbar der mittlere Druck im Cylinder einer Dampf- oder dergl. Maschine abgelesen werden.

Bei dem in Fig. 3 skizzirten Integrator liegt das Prisma EE auf der Ebene fest, auf welcher sich die zu integrirende Fläche F befindet. Auf dem Prisma EE ist ein Gleitstück G verschiebbar, welches ein zweites, zu EE senkrecht stehendes Hohlprisma besitzt. In letzterem ist das Lineal D nach Belieben verschiebbar. Auf diesem liegt die Mefsrolle R derartig auf, dafs ihr Berührungspunkt b das Lineal berührt. Dasselbe trägt den Stift B, mit welchem die zu integrirende Fläche F umfahren wird. Nur bei einer Verschiebung des Lineals D in G wird die Rolle R gedreht, dagegen wird bei einer Verschiebung von G auf E die Winkelstellung

Claims

der Rolle R zu D durch den gleichschenkligen Kurbelmechanismus KS verändert. Die Rolle R ist nämlich in den hohlen Pleuelkopf am Ende der Schubstange eingebaut, welcher in G derartig drehbar angeordnet ist, dafs das Lineal D unter R hinweggeschoben werden kann.

Bei diesem und den in Fig. 4 bis 6 gezeichneten Integratoren ist die Mefsrolle R an der Schubstange angebracht, während sie sich bei den in Fig. 1 und 2 gezeichneten Instrumenten an der Kurbel befindet.

Der Integrator nach Fig. 4 besitzt einen Rahmen Q Q mit einer in ihm drehbar angeordneten Walze W. Letztere rollt auf einer unter ihr liegenden zweiten, ebenfalls im Rahmen Q. Q drehbaren Walze, indem sie durch Reibung mitgenommen wird. Mittelst dieser zweiten Walze, die auch durch zwei Rollen ersetzt werden kann, rollt das ganze Instrument auf der Ebene der zu integrirenden Fläche F. Auf dem Rahmen Q. Q ist ein Schlitten HH verschiebbar, welcher die Mefsrolle R in folgender Weise zu führen im Stande ist. Der Berührungspunkt b von R mit der Walze W mufs stets auf einer Seite des Walzencylinders liegen, welche sich in derjenigen Mittelebene des Walzencylinders befindet, die senkrecht zu der Ebene der Fläche F steht. In dieser Ebene liegt auch der Drehpunkt T der Kurbel K des Kurbelmechanismus. An dem Schlitten HH befindet sich der Fahrstift B zum Umfahren der zu integrirenden Fläche, so dafs seine Spitze und der Berührungspunkt b in einer zur Achse der Walze W senkrechten Ebene liegen.

Das Instrument nach Fig. 4 kann auch leicht derartig umgewandelt werden, dafs der Berührungspunkt von R auf der Walze W eine Integralcurve durchlaufen wird , sobald. der Fahrstift B die dazu gehörige Differentialcurve beschreibt.

Alle Instrumente nach Fig. 1 bis 4 besitzen gerade Linien zu Grundlinien für die Mefsrolle R. Bei den in Fig. 5 und 6 skizzirten Instrumenten sind dagegen Kreise als Grundlinien festgelegt worden.

In Fig. 5 steht der Drehpunkt U der Kurbel K fest, während der Berührungspunkt b der an der Schubstange S angebrachten Mefsrolle R um die zu integrirende Fläche herumgeführt wird.

Die Führung des Berührungspunktes b 'entlang der Begrenzungslinie von F giebt zu groben Mefsfehlern Veranlassung, deswegen ist bei dem Integrator nach Fig. 6 jener Berührungspunkt b durch einen Fahrstift B ersetzt worden. Dieser Fahrstift wird an einem Gliede L derartig angebracht, dafs er und der Berührungspunkt b auf der Ebene der zu integrirenden Fläche F einen und denselben Kreis einer Schar concentrischer Kreise mit dem feststehenden Drehpunkt (Pol) U der Kurbel K als Mittelpunkt durchlaufen. Die Mittellinie der durch den Pol bei U verschiebbaren Führungsstange des Gliedes L ist nämlich stets die Halbirungslinie des Winkels an der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks UB b mit der Basis B b.

Wie schon bei den in Fig. 2 skizzirten Instrumenten erwähnt worden ist, mufs der Umfang der Mefsrolle R auch bei den Instrumenten nach Fig. 3 bis 6 gleich der Summe der Längen von Kurbel K und Schubstange S sein, um den natürlichen Inhalt der Fläche F auf der Mefsrolle direct ablesen zu können.

Durch Verkürzung oder Verlängerung der Längen von K und S in einem bestimmten Verhältnifs zum Umfang der Rolle kann man den zu bestimmenden Flächeninhalt in jedem beliebigen Verhältnifs zum richtigen Inhalte auf der Mefsrolle direct ablesen. Dabei ist noch zu beachten, dafs eine Verkürzung von K und 5 eine Vergröfserung des abzulesenden Resultates auf der Rolle zur Folge hat, während dieses durch Vergröfserung der Längen von K und S verkleinert wird.

In allen Fig. 1 bis 6 ist der gleichschenklige Kurbelmechanismus verstellbar gezeichnet, um möglichst vielseitig verwendbare Instrumente zu erhalten.

Pa te ν t-A νspruch:

Ein Mechanismus zur Führung der Mefsbezw. Zählrolle an Rechenapparaten, Integratoren und Totalisatoren von Dynamometern, Indicatoren und dergl. Instrumenten, gekennzeichnet durch einen gleichschenkligen Schubkurbelmechanismus ■ (K S), bei welchem die Rolle (R) entweder durch die Kurbel (K) oder durch die Schubstange (S) ihre erforderliche La^e erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.