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Dynamometer
Es sind Dynamometer zum Messen von Zugkräften, zum Wiegen
usw. bekannt mit einer im Gehäuse entgegen einer Federkraft längs verschiebe baren
Zugstange, bei denen die zu messende Kraft einerseits am Gehäuse und andererseits
an der Zugstange angreift, deren Verschiebung in bezug auf das Gehäuse un einer
Meßskala ablesbar ist, und bei denen ein oder mehrere Federorgane, z. B. in Form
von die Zugstange umgebenden ringförmigen. Tel 1erfedern, zwischen einem an der
Zugstange angeordneten Anschlag und einer Stirnwand des Gehäuses angeordnet sind.
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Falls man Dynamometer zur Messung sowohl von größeren wie auch kleineren
Kräften einstellen wi.ll, ist es besonders zweckmäßig, als Federorgane Tellerfedern
zu verwenden, die in kleinerer oder größerer Anzahl aufeinandergestapelt werden.
Die Verwendung von Tellerfedern bedingt jedoch eine große Genauigkeit der Organe,
durch die die gemessene Kraft auf,der Skala angezeigt wird.
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Das Dynamometer nach der Erfindung weist insbesondere eine sehr genau
arbeitende Einrichtung zur Übertragung der verhältnismäßig kleinen Federwege der
Tellerfedern auf eine verhältnismäßig lange Skala auf und gestattet so eine genaue
Messung und mühelose Ablesung. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb seines
Gehäuses ein mit diesem fest verbundener, die Einschubtiefe der Zugstange begrenzender
Anschlag angebracht ist, durch den sich die Zugstange mit ihrem inneren Ende erstreckt,
und der das Gehäuse in zwei Räume unterteilt, in deren einem die von der Zugstange
beeinflußte Feder und in deren anderem eine auf
ihrem Umfang mit
einer Meßskala oder einer Ablesemarke versehene Trommel angebracht ist, die über
Gewinde hoher Steigung mit der Zugstange im Eingriff steht. Das Gerät ist zweckmäßig
so ausgeführt, daß der von der Zugstange durchsetzte Gehäuseboden längs verstellbar
ist, er kann. beispielsweise durch ein Gewinde im Gehäuse gehalten sein. Die mi.t
der Meßskala oder Ablesemarke versehene Trommel ist mit dem einen Ende einer die
Trommel drehen den Feder verbunden, deren anderes Ende im Gehäuse des Gerätes axial
verschieblich geführt ist. Die Trommel stützt sich in ihrer Nullstellung gegen den
einen Laufring eines d.ie Zugstange lose umgebenden Kugellagers. ab; dessen anderer
Laufring sich gegen. einen mit dem Gehäuse fest verbundenen Anschlag, zweckmäßig
über eine Scheibenfeder, abstützt. Die Scheibenfedern liegen gegen den Gehäuseboden
über einen auf die Zugstange lose aufgeschobenen Ring an, an dessen Umfang dünne
Schienen angehängt sind, die sich in Längs.richtung des Gehäuses erstrecken un.d
mit ihren Längskan.ten gegen die Innenwand. des Gehäuses und mit ihren Längsmittelkanten
gegen den Umfang der Scheibenfedern anliegen. Weiterhin ist vorteilhaft zwischen
dem an. der Zugstange angebrachten Anschlag und dem am Gehäuse fest angebrachten
Anschlag eine Dämpfungsfeder angeordnet.
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Eine mögliche Ausführungsform des Dynn.mometers nach der Erfindung
ist im folgenden an Hand der Fig. I und 2 beschrieben. Hierbei zeigt Fig. I ein
Ausführungsbeispiel des Dynamometers, teilweise im Längsschnitt; Fig. 2 stellt eine
in bezug auf die Darstellung in Fig. I um go0 verdrehte Seitenansicht dar.
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Das Dynamometer besitzt ein zylindrisches Gehäuse I, an dessen. einem
Ende ein Befestigungsbügel; 2 od. ä. angeordnet ist. Am anderen Ende befindet sich
ein in ein Gewinde 3 eingeschraubter Ring 4, dessen äußere Endfläche mit einer Bodenplatte
5 abgedeckt ist. Durch diese Bodenplatte hindurch erstrecken sich einige Befestigungsb.olzen
6, die in. den Ring 3 eingeschraubt sind.
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Ein Zugbolzen 7 ist mit einem Loch 8 für einen Bolzen. versehen.
Das Dynamometer wird mit den Anschluß teilen 2 und 7, 8 zwischen zwei Teile, z.
B. zwischen einem festen, verankerten Teil und einem Seilspanner od. ä. eingespannt,
um z. B. die Zugspannung in einem zu spannenden. Seil oder Drahtseil zu messen.
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Am Zugbolzen. ist mit einer Schraube g ein fest eingeschraubterAnschlags.ring
10 gesichert, an. dem sich eine Reihe um den Zugbolzen, herum liegende ringförmige
konische Scheibenfedern ii abstützen.
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Diese Scheibenfedern können paarweise derart eingelegt sein, daß ihre
schalenförmigen (konkaven) Seiten gegeneinander gekehrt sind. Die Scheiben können
auch paarweise im selben Sinne eingelegt werden und dann schalenförmig gegen ein
anderes ähnliches Paar gekehrt sein.
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Das Mittelloch der Scheiben ist etwas größer als der Durchmesser
des Zugbodzens; so daß sie die Bewegung des Zugbolzens im Verhältnis zu den Scheiben
nicht hemmen. Zwecks genauer Zentrierung der Scheiben werden diese an ihrem Umfang
von drei dünnen flachen Schienen 12 geführt, wovon eine Schiene 12a im nicht geschnittenen
Teil der Fig. I mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
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Diese Schienen sind am Ende hakenförmig umgebogen, und dieser umgebogene
Teil I3 ist in einem Ring 14 eingehakt, der gegen den Ring 4 anliegt und gegen den
sich die Scheibenfedern II abstützen. Die flachen federnden Schienen 12 liegen mit
ihren Längskanten an der Innenwandung des Gehäuses I an, wodurch ihr in ihrer Längsrichtung
mittlerer Teil, gegen den die Scheibenfedern. mit ihrem Rand anliegen, eine gewisse
Federungsmöglichkeit nach außen erhält, wenn der Durchmesser der konischen Scheibenfedern
beim Zusammendrücken derselben zunimmt.
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Im Gehäuse I ist ein ringförmiger Zwischenhoden 15 befestigt. Zwischen
diesem und dem Anschlagsring 10 ist eine Feder eingelegt, z. B. in Form einiger
Scheibenfedern I6, die als Dämpfungsfedern dienen, für den Fall, daß das an der
Zugstange 7 angehängte Seil reißen oder die Belastung aus anderen Gründen schlagartig
abnehmen sollte, so daß die Scheibenfedern I I den Zugbolzen in das Gehäuse hineinreißen
würden.
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Das innere Ende I7 der Zugstange 7 ist mit einem Flachgewinde hoher
Steigung versehen. Auf diesem Gewinde ist die Nabe einer mit einer Skala I8 (Fig.
2) versehenen Trommel 19 aufgeschraubt.
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Diese Trommel ist sichtbar durch ein mit Gradierungsstrichen 30 versehenes
Fenster 20 und durch eine Offnung 21 in einem auf dem Gehäuse 1 angebrachten Schild
22. Dieser Schild verdeckt auch einen Längsschlitz 23 in der zylindrischen Gehäusewand,
wobei der Kopf einer Schraube 9 in diesem Schlitz geführt ist. Ferner verdeckt der
Schild einen weiteren Schlitz 29.
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In der Trommel 19 befindet sich eine lange verdrehbare Feder 24,
deren eines Ende 25 an der Trommel befestigt ist, während ihr anderes Ende 26 im
Schlitz 29 liegt. Die Feder ist bestrebt, die Trommel auf dem Gewinde 17 nach unten
zu drehen. Die Trommel stützt sich.gegen den einen Ring eines auf die Zugstange
lose aufgeschobenen Rugellagers 27, dessen anderer Laufring sich gegen den Zwischenboden
15 abstützt, zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Scheibenfeder 28, welche unter anderem
die Aufgabe hat, die Beanspruchung des Gewindes I7 federnd herabzusetzen, falls
der Dynamometer ruckartigen Belastungsänderungen unterworfen wird.
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Wenn in der Zugstange eine Zugkraft auftritt, wird die Stange unter
gleichzeitigem Zusammendrücken der Scheibenfedern 11 nach außen gezogen.
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Gleichzeitig dreht sich die Skalentrommel I9 auf dem Gewinde des Teiles
I7 entgegen der Wirkung der Federn24. Die SkalaI8, die unter dem Ablesestrich 30
die dem jeweiligen Zusammendrückmaß der Scheibenfedern entsprechende Zugkraft anzeigt,
wird empirisch geeicht. Die Feineinstellung der Nullage kann dadurch geschehen,
daß man die Bodeuschrauben 6 löst und den Ring 4 auf seinem
Gewinde
3 verdreht, wonach die Schrauben 6 wieder festgezogen werden.
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Eine Längs.verstellung des Ringes. 4 bewirkt eine entsprechend geringe
Längsvers.tellung der Zugstange und somit auch eine Drehung der Skalentrommel I9,
die in ihrer Nullstellung stets gegen den einen Ring des Kugellagers oder einen
anderen geeigneten Anschlag angedrückt wird.
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Falls. die Belastung während der Benutzung des Gerätes schlagartig
aufhören sollte, so wird der von den Federn 11 auf die Zugstange ausgeübte Stoß,
wie erwähnt, von der Dämpfungsfeder I6 aufgenommen. Gleichzeitig wird aber auch
die Skalentrommel zusammen mit der Zugstange zurückgeschleudert, da die Feder 24
nicht so schnell diese Stoßwirkung mildern kann. Das Ende 26 der Feder rutscht dabei
in Schlitz 29 nach oben. Nach Aufhören der Stoßwirkung verdreht die Feder 24 die
Skalentrommel, so daß diese sich auf dem Zugstangenteil 17 nach unten'schraubt,
bis sie gegen das Kugellager 27 stößt. Diese Skalenvorrichtung ist auch dann verwendbar,
wenn an Stelle von Scheibenfedern eine andere Federart verwendet wi.rd, ist aber
gerade bei. Verwendung von Scheibenfedern von besonderer Bedeutung, da dann die
gesamte Vorrichtung mit allergrößter Genauigkeit arbeitet.
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Die hier gezeigte Ausführung des Dynamometers, der auch als. Federwaage
verwendbar ist, kann in verschiedener Weise abgewandelt werden. Um mit ein und demselben
Gerät sowohl kleinere Zugkräfte mit großem Skalenausschlag messen. zu können wie
auch größere Zugkräfte, wo eine gröbere Skaleneinteilung nötig wird, kann man zwei
Scheibenfedergruppen vorsehen, die durch einen lose auf die Zugstange aufgeschobenen
Zwischenring getrennt sind. Zwischen diesem Zwischenring und einem der Anschläge
10 oder 4, 14 können ziemlich schwache Scheibenfedern eingelegt werden, während
die auf der anderen Seite des Zwischenringes liegenden Scheihenfedern wesentlich
steifer sind. Die weicheren Scheiben wirken dann im ersten Teil der Zugstangenbewegung,
und dieser Teil des Bewegungsweges wird daher groß im Verhältnis zur Zugkraft.
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Dann legt sich der Zwischenring gegen einen festen Anschlag, so daß
dann nur noch die kräftigeren, vorher von. der Zugkraft nicht nennenswert zusammengedrückten
Scheibenfedern wirksam werden, wodurch man eine andere Skaleneinteilung erhält.