DE893417C

DE893417C - Einrichtung zur Ermittlung des statischen und dynamischen Verhaltens von gespannten Seilen

Info

Publication number: DE893417C
Application number: DEM822D
Authority: DE
Inventors: Guido Dr-Ing Hunziker
Original assignee: Motor Columbus AG
Current assignee: Motor Columbus AG
Priority date: 1942-06-30
Filing date: 1942-06-30
Publication date: 1953-10-15

Description

Einrichtung zur Ermittlung des statischen und dynamischen Verhaltens von gespannten Seilen Zusatz zum Patent 876 474 Im Patent 876 474 ist eine Einrichtung zur Ermittlung des statischen und dynamischen Verhaltens von gespannten Seilen, insbesondere von elektrischein Freileitungen, mittels eines verkleinerten, winkeltreuen Modells nach den Gesetzen der Ähnlichkeitsmechanik beschrieben, die darin besteht, daß beim Modell das Seil der Hauptausführung durch ein Zugorgan größerer Elastizität dargestellt ist, das SF0 ausgeführt ist, daß das Verhältnis zwischien dem Elastizitätsmaß (E/γ) des Seiles und dem des Zugorgans dem gewünschten Längenmaßstab des Modells entspricht.
Die vorliegende Erfindung dient zur Messung von an irgendeiner Stelle des Modells auftretenden Kräften und besteht aus wenigstens einem Kondensator mit durch mechanische Einwirkung veränderlicher Kapazität, der an der Meßstelle des Modells eingebaut wird und mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist.
Zweckmäßig besitzt der Meßkondensator wenigstens eine elastiche Elektrodenplatte, die sich beinr Auftreüen von Zugkräften verformt, so daß dadurch der Elektrodenabstand iund damit die Kapazität des Kondensators verändert wird. D'er Kondensator ist beispielsweise in eine kapazitive Brückenschaltung eingebaut, in deren einer Diagonale die Meßvorrichtung liegt. Diese kann lein Oszillograph, z. B. ein Kathodenstrahloszillograph sein, der die Kräfte direkt in Kurvenform sichtbar macht.
Nach vorgängiger statischer Eichung gestattet eine solche Einrichtung die unmittelbare Messung statischer und dynamischer Kräfte durch Messen der Ausschläge des Leuchtflecks auf dem Leuchtschirm der Oszillographenröhre. D'er Weg des Leuchtfleks kann photographisch ,oder kinematographisch aufgenommen und auf diese Weise festgehalten werden. Die Oszillogramme liefern die gesuchten Kräfte in Funktion der Zeit.
Der elastische Belag des Meßkondensators ist so zu wählen, daß seine mechanische Eigenfrequenz, wesentlich höher liegt als die Schwingungsfrequenzen, die am Modell auftreten können. Die Kapazität des Kondensators muß möglichst groß gewählt werden, um die Empfindlichkeit der Einrichtung zu steigern. Dies führt zu slehr kleinen Plattenabständen. Ferner dürfen die elektrodenabstände bei den am Modell auftretenden Kräften nur um Bruchteille von Millimetern geändert werden, damit durch den Kondensator die tatsächliche S!eillänge nicht verändert wird. Außerdem darf der Kondensator auch sein Eigengewicht die statischei und dynamischen Vorgänge, die sich auf dem Modelleiter abspielen, nicht merklich beeinflussen, weshalb sein Gewicht ein Minimum, Bruchteile von einem Gramm, sein muß. Aus demselben Grund sind die elektrischen Zuleitungen zum Meßkondensator äußerst leicht und flexibel herzustellen. Die Emfindlichkeit in gewissen Meßbereichen kann dadurch erhöht werden, daß den Platten eine Vorspannung gegeben wird, so daß sie sich erst bleim Auftreten von bestimmten Kräften voneinander entfernen können.
Ein praktisch brauchbarer Meßkondensator besteht beispielsweise aus zwei dünnen Stahlblattfedern mit einer hochwertigen Isolationseinlage als Dielektrikum. Die Blattfedern können je nach der Größe der zu messenden Kräfte nur am einen Ende oder an beiden Enden vernietet werden. An den Außenseiten der Platten sind Fassung zum Anschluß der beiden Enden des Seilmodells, z. B. kleine Haken, Ösen, Klemmen, Klemmern od. dgl., angebracht, welche die infolge der Kräfte an der Meßstelle auftretenden Bewegungen auf den Kondensator übertragen. Außerdem sind an den Kondensatorbelägen die Stromzuführungen angelötet, die zur Erzielung einer störungs- und fehlerfreien Messung hochflexibel und möglichst leicht sein sollen.
Statt die Beläge des Kondensators selbst federnd auszubilden, kann man sie auch an irgendwie gestalteten Federn befestigen, z. B. zwischen je zwei Stahlsaiten ausspannen. Zur Veränderung der Empfindlichkeit der Meßvorrichtung kann der Palttenabstand verstellbar gemacht werden.
Die am Modell auf die beschriebene Art gemessenden Kräfte werden mit dem aus den Modellgesetzen bestimmten Kräfteverhälmis multipliziert, um die tatsächlich, d. h. in der Hauptausführung auftreteniden Kräfte zu ermitteln. -Selbstverständlich lassen sich Messungen an mehreren Meßstellen gleichhzeitig ausführen. Bei Verzweigungen des Modells, z. B. dort, wo das Leitungsseil des Modells an einem Hängeisolator aufgehängt ist, kann man die auf die einzelnen Teile wirkenden Kraftkomponenten messen. Man kann aber auch, um gewisse Kraftkomponenten zu messen, an der betreffanden Stelle des Modells die Kraft künstlich in ihre Komponenten zerlegen, indem man an der Meßstelle Hilfsdrähte in Richtung der Komponenten anbringt und in jeden Hilfsddraht einen Kondensator einbaut. Auch die auf die Masten der Modellfreileitung wirkenden Kräfte lassen sich mit der erfin dungsgemäßen Einrichtung messen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Einrichtung zur Ermittlung des statischen und dynamischen Verhaltens von gespannten Seilen, insbesondere elektrischen Freileitungen, nach Patent 876 474, zwecks Messung von an ingendeiner Stelle der Hauptausführung auftretenden Kr,äften, dadurch gekennzeichnet, daß an der entsprechenden Stelle des Modells wenigstens ein Kondensator mit durch mechanische Einwirkung veränderlicher Kapazität eingebaut ist, der mit einer anzeigevorrichtung verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator wenigstens eine elastisch bewegliche Elektrodenplatte besitzt, denen Elastinität gegebenenfalls willkürlich eingestellt werden kann.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenplatte selbst elastisch ist und sich beim Auftreten von Kräften an der Meßstelle verformt, so daß diidurch der Elektrodenabstand und damit die Kapazität das Kondensators verändert wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode eine gegebenenfalls leinsleitig oder doppelseitig eingespannte Blattfeder ist.
5. Einrichtung nach anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrodenplatte an einer Feder befestigt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrodenplatte zwischen zwei Stabldrähten ausgespannt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Eigenfrequenz der elastisch beweglichen Elektrodenplatte größer ist als die Schwingungsfrequenzen, die am Seilmodell auftreten können.
8. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenabstand das Kondensators einstellbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorbeläge auf ihrer Außenseite mit Fassungen für die Enden des Seilmodells versehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorbeläge mit flexiblen Stromzuführungen versehen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, der Kondensator in einen Zweig einer Meßbrücke eingeschaltet ist, in deren einer Diagonale eine Meßvorrichtung, z. B. ein Oszillograph, insbesondere ein Kathodenstrahlloszillograph liegt.
I2. Verfahren zur Messung der an der Hauptausführung auftretenden Kräfte mit Hilfe wenigstens eines an der Meßstelle des Modells eingebauten Kondensators mit mechanisch veränderlicher Kapazität nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Modell an der Meßstelle aufgeschnitten wird und die freien Enden der Schnittstelle an den beiden Belägen des Kondensators befestigt werden.
13. Verfahren nach Anspruch I2, gekennzeichnet durch gleichzeitige Messung mehrerer Kr,äfte mit Hilfe einer entsprechendien Anzahl von Kondensatoren.
14. Verfahren nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Messung von Kraftkomponenten mehrere Kondensatoren in die Zweige einer Verzweigungsstelle eingebaut sind.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßergebnis als Kraft in Funktion der Zeit oder einer anderen Größe selbsttätig in Kurvenform aufgezeichnet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßergebnis mittels Lichtschrift aufgezeichnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines Oszillographen als Meßvorrichtung das Meßergebnis photographiert oder kinematographiert wird.

I8. Verfahren nach Ansprnch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung mittels statisch-er Kräfte geeicht wird.