DE939373C

DE939373C - Geraet zur Messung von Kraeften an Schiffsmodellen mit Hilfe einer schwingenden Messsaite

Info

Publication number: DE939373C
Application number: DER8443A
Authority: DE
Inventors: Drasko Dipl-Ing Di Gospodnetic
Original assignee: KARL REMMERS DR RER POL
Current assignee: KARL REMMERS DR RER POL
Priority date: 1952-02-29
Filing date: 1952-02-29
Publication date: 1956-02-23

Description

Bei den Versuchen mit Schiffsmodellen ergibt sich die Aufgabe, relativ kleine Kräfte, z. B. in der Größenordnung von etwa o,I bis Io kg, an verhältnismäßig großen Massen von z. B. etwa Ioo bis I5oo kg zu messen, wobei eine hohe Meßgenauigkeit mit Fehlern möglichst unterhalb o, 5 0/o der j e--weiligen Kraft verlangt wird.
Bei ausreichender Versuchsdauer und gleichbleibendem Zustand des Versuches ergeben sich im allgemeinen keine Schwierigkeiten, diese Genauigkeit mit verschiedenen bekannten Meßverfahren zu erreichen. Ist die Versuchsdauer dagegen kurz, z. B. bei Versuchen mit relativ hoher Geschwindigkeit in kurzen Schlepptanks, oder ergeben sich ständige- Schwankungen z. B. bei Versuchen mit Schiffsmodellen in künstlichem Seegang, so ergeben sich beträchtliche Schwierigkeiten in bezug auf die Erzielung einer guten Meßgenauigkeit, da bei den gewöhnlichen Federwaagen oder Pendelwaagen die Eigenschwingungszahl des Systems Schiffsmodell-Dynamometer im Bereich der Frequenz der zu messenden Kräfte liegt, während elektrische- Meßverfahren, die auf der Messung der Änderung einer Kapazität, einer Selbstinduktion oder eines Widerstandes beruhen, im allgemeinen nicht genau genug sind.
Es liegt nun nahe; das bekannte Prinzip der schwingenden Meßsaite für diese Messungen anzuwenden, da es einerseits eine genügend hohe Eigenschwingungszahl des Systems Schiffsmodell-Dynamometer ergibt und da andererseits die zu messende transversale Schwingungszahl der schwingenden Meßsaite nur durch mechanische Bedingungen bestimmt ist, was eine hohe Meßgenauigkeit ermöglicht.
Bisher war die Verwendung dieser Meßsaite nur so bekannt, daß ein aus einem Stahlrohr oder Stahlstab-bestehender elastischer Körper die zu messende Kraft aufnahm, während die Meßsaite zur Bestimmung der Dehnung dieses elastischen Körpers diente. Dieses für die -Messung großer Kräfte gut geeignete Verfahren versagt jedoch bei der Messung kleiner Kräfte in der Größenordnung von z. B. o,I kg an Schiffsmodellen.
Nach der Erfindung soll nun die schwingende Meßsaite selbst, d. h. ohne einen zusätzlichen elastischer Körper, zur Messung von Kräften an Schiffsmodellen dienen, indem bei einem Gerät zur Messung von Kräften an Schiffsmodellen -die Erfindung darin besteht, daß eine an sich als Meßgerät bekannte, schwingende Meßsaite i mit einem EndeI an einem Führungshebel 2, dessen Ausschläge von Anschlägen 6 begrenzt sind, die beim Anfahren die auftretenden Massenkräfte aufnehmen, derart befestigt ist, daß die gesamte zu messende, Kraft durch die Meßsaite geleitet wird.
Beim Anfahren der Schiffsmodelle treten Massenkräfte in der Größenordnung von Ioo kg und mehr auf. Hängt man somit das Schiffsmodell direkt an die schwingende Meßsaite, so wird diese reißen. Nach der Erfindung wird nun entsprechend der Zeichnung ein Ende der Meßsaite r an einem Führungshebel 2 befestigt. An dem Führungshebel greift in Richtung der Meßsaite die zu messende Kraft 3 als Zugkraft an. Der Führungshebel 2 schwenkt um die Lager 4 auf der Grundplatte 5 ; die einstellbaren Anschläge 6 lassen nur eine solche Bewegung des Führungshebels 2 zu, daß die Meßsaite zwischen der Dehnung Null und der maximal zulässigen Dehnung gestreckt werden kann. Auf diese Weise werden die beim Anfahren des Schiffsmodells auftretenden Massenkräfte auf die -Grundplatte 5 der Meßeinrichtung übertragen, ohne die Meßsaite I zu hoch zu beanspruchen. ` Bei der Messung kleiner Kräfte an den großen Massen der Schiffsmodelle treten infolge des Anfahrvorganges Eigenschwingungen des Systems Dynamometer-Schiffsmodell in Richtung der zu messenden Kraft auf, die sehr langsam abklingen, weil die Dämpfung des Wassers sehr klein ist und die schwingende Meßsaite für diesen Fall praktisch gar keine Dämpfung bewirkt. So überlagern die aus dem Schwingungsvorgang resultierenden Massenkräfte die am Schiffsmodell wirkende Kraft (z. B. den Widerstand des Schiffsmodells).
Nach der Erfindung soll dieser Schwingungsvorgang nun dadurch gedämpft werden, daß zwischen Meßsaite und Schiffsmodell der Gummikörper 7 der Zeichnung eingeschaltet wird, wobei dieser Gummikörper etwa die gleiche Federkonstante wie die Meßsaite erhält. Dabei wird die Eigenfrequenz des Systems Schiffsmodell-Dynamometer zwar herabgesetzt, ohne daß man jedoch in den Frequenzbereich der zu messenden Kraft gerät. Auf diese Weise erzielt man die erforderliche Dämpfung und vermeidet die Resonanz mit den zu messenden Kräften.
Die Anwendung der Punkte I und 2 der Erfindung an dem bekannten Prinzip der schwingenden Meßsaite ermöglicht es also, schwankende Kräfte an Schiffsmodellen unverzerrt mit einer bisher nicht erreichten Genauigkeit zu messen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Gerät zur Messung von Kräften an Schiffsmodellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich als Meßgerät bekannte, schwingende Meßsaite (z) mit einem Ende an einem Führungshebel (2); dessen Ausschläge von Anschlägen (6) begrenzt sind, die beim Anfahren die auftretenden Massenkräfte aufnehmen, derart befestigt ist, daß die gesamte zu messende Kraft durch die Meßsaite geleitet wird.
2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied (7) aus Gummi zwischen Meßsaite und Schiffsmodell eingeschaltet wird, dessen Federkonstante in der Größenordnung der Federkonstante der schwingenden Meßsaite liegt.