Titel: | Martin's und Reymondon's Dynamometer mit Zähler, um die Kraft von Maschinen zu messen. |
Fundstelle: | Band 87, Jahrgang 1843, Nr. I., S. 1 |
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I.
Martin's und Reymondon's Dynamometer mit
Zaͤhler, um die Kraft von Maschinen zu messen.
Aus dem Bulletin de la Société
d'Encouragement. Mai 1842, S. 177.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Martin's und Reymondon's Dynamometer mit Zaͤhler, um die
Kraft von Maschinen zu messen.
Dieser Dynamometer, welcher auf einem Papierbande die verschiedenen Biegungen von
Federn verzeichnet und mit einer Zählvorrichtung versehen ist, welche die Secunden
vermittelst übereinander liegender Grade angibt, ist auf Taf. I in seinen
verschiedenen Ansichten dargestellt.
Fig. 1 zeigt
den Dynamometer mit allen seinen Theilen in der oberen Ansicht;
Fig. 2 ist ein
Vertical- und Längenaufriß desselben:
Fig. 3 eine
Endansicht von der Seite des Chronometers;
Fig. 4 ein
Querschnitt nach der Linie AB, Fig. 1.
Fig. 5 ein
Vertical- und Längendurchschnitt durch die Mitte des Instrumentes.
Fig. 6
Horizontalprojection der zweiten Platte, wobei die erste Platte des Gehäuses
weggelassen ist;
Fig. 7 andere
Projection des Instrumentes mit Hinweglassung der ersten und zweiten Platte;
Fig. 8 und
9 zwei
verschiedene Systeme, die Federnenden des Dynamometers zu fassen.
In sämmtlichen Figuren sind zur Bezeichnung gleicher Theile gleiche Buchstaben
gewählt.
A, A Gestell des Dynamometers, auf welchem die Federn
befestigt sind; es trägt außerdem das Räderwerk des Zählapparates, die verschiedenen
Zifferblätter, die Cylinder und ist mit einem Zughaken B
versehen. Das Ganze bewegt sich vermittelst der Rollen a,
a auf einer unteren, mit dem Haken B', B'
versehenen Platform C, C; die Haken B', B' dienen zur Befestigung des Instrumentes an den
Wagen. I) ein Ring, an welchem der Widerstand angebracht wird.
E, E Federn des Dynamometers, welche in Fig. 8 und 9 im Grundriß und im
Aufriß abgesondert dargestellt sind. Diese Federn können auf zweierlei Art mit
einander vereinigt werden, entweder vermittelst der Bolzen b,
b, Fig.
8, oder indem man ihren Enden die Gestalt von Schneiden c, c
gibt, welche in muldenförmige Lager greifen und durch kleine Bolzen d, d darin gehalten werden.
F, F ein Stük, welches mit seinem einen Ende an die
Feder befestigt ist, und an dem anderen Ende den Haken B
trägt. Dieses Stük gleitet auf dem Gestell A, seine
Bewegungen werden durch das Tförmige Stük e, welches in einem in F
befindlichen Schlize gleitet, in Gränzen gehalten. Da dieses Tförmige Stük immer wieder in seine erste Lage zurükkehrt, wenn die Feder
im abgespannten Zustande sich befindet, so wird die Kraftäußerung auf diese Feder
eine repulsive; alsdann erleidet der Dynamometer an dem Theile C einen Rükstoß, wobei die Uebertragung der Kraft in
demselben Verhältniß wie beim Zug erfolgt.
G, Fig. 1, ist das
Stunden- und Minutenzifferblatt des Zählers; H
das Secundenzifferblatt; I ein graduirter Rand, welcher
das Maximum der Kraft anzeigt; J, J und K, K totalisirende Zifferblätter (carans totaliseurs), erstere für die Zugkräfte, leztere für die
Drukkräfte; L Frictionsscheibe, welche von der
rotirenden horizontalen Scheibe M vermittelst Friction
in Bewegung gesezt wird. Diese Bewegung wird vermittelst eines Rädersystems f, f, Fig. 2, den Zeigern der
totalisirenden Zifferblätter mitgetheilt, und zwar nach Maaßgabe der Verrükung,
welche die Frictionsscheibe vom Centrum gegen den Rand der Horizontalplatte in Folge
der auf die Federn des Dynamometers ausgeübten Kraft erfährt.
N ein Rad mit 60 Zähnen, welches in einer Minute eine
Umdrehung macht. Seine Zähne sind von verschiedener Länge, um zwei, drei oder vier
Hämmer O zugleich heben zu können. Diese Hämmer
verzeichnen auf dem unter denselben hinweggehenden Papierbande P Punkte, die den Secunden des Chronometers entsprechen.
Der Bleistift Q verzeichnet auf dem Papierbande die
Biegungen der Federn in demselben Augenblike, wo sie durch die Hämmer markirt
werden, so daß man sich Secunde für Secunde von der Kraftäußerung Rechenschaft geben
kann.
Das Papierband P, welches bis zu 50 Meter lang seyn kann,
wird auf einen Cylinder R, den sogenannten
„Speisungscylinder“ (cylindre
alimenteur), aufgerollt, der mit Rändern versehen ist, um das Abgleiten des
Papiers zu verhindern. Das Band geht von da über die mit Papier überzogene Walze 8
zwischen den beiden Leitungswalzen hindurch, welche ihm, ohne es zu streken, eine
regelmäßige Führung geben. Nach dem Durchgang durch diese Walzen wird das Papier von
der Zugwalze U erfaßt, welche dasselbe mit einer mäßigen
Spannung, die ihr von einem Rade des Chronometers mitgetheilt wird, aufrollt.
Diese Anordnung ist hinreichend verständlich in dem Durchschnitt Fig. 4 dargestellt.
V Preßwalze, welche auf den Leitungswalzen T, T liegt, um dieselben in Berührung mit einander zu
halten, während der Bleistift die verschiedenen Stellungen aufzeichnet, die der
Dynamometer in Folge der sich entwikelnden Kraftäußerungen erleidet.
X ein Hammer, welcher auf dem Papierbande die Umläufe
des Wagenrades markirt, um die zurükgelegte Streke zu erhalten. Wenn der Wagen
ein- oder mehreremale hält, so kann man sich von der zwischen jeder Station
verflossenen Zeit überzeugen. Da der Chronometer fortgeht, so fahren auch die
Secundenhämmer in ihrer Thätigkeit fort, wogegen die den durchlaufenen Raum
angebenden Hämmer und die Bleistifte still stehen, weil mit dem Stillstehen der
Räder auch die Kraftäußerung gegen die Federn aufgehört hat.
g, Fig. 6, ein an der Achse
des Hemmungsrades befestigtes Getriebe; es erhält seine Bewegung von dem
Secundenrade desjenigen Räderwerks, welches die kleine Feder des am Hemmungsrade
sizenden Gehäuses h so lange aufzieht, bis das
Gleichgewicht mit der Feder des umlaufenden Räderwerks hergestellt ist. Ein
Windflügel regulirt die Bewegungen dieses Räderwerks; wenn der Gang desselben zu
sehr beschleunigt ist, so erfährt es durch die Triebfeder des constant wirkenden
Hemmungsräderwerks, welche es aufziehen muß, einen Widerstand. Das Gegentheil findet
statt, wenn sein Gang zu langsam wird. Während die Feder des Uhrwerks durch den
regelmäßigen Gang des Hemmungsrades sich abspannt, erleidet das Rad, welches die
rotirende Horizontalscheibe M trägt und die
Secundennadel i von Seiten dieser Feder weniger
Widerstand; die Scheibe dreht sich alsdann regelmäßig und sezt die Frictionsscheibe
L in Wirksamkeit. Die Coincidenz dieser beiden
Räderwerke ist nothwendig, um der rotirenden Horizontalscheibe eine continuirlich
rotirende Bewegung zu ertheilen.
j Hemmungsrad, wovon ein Zahn mit dem Getriebe des
Windflügels im Eingriff steht, um seine Geschwindigkeit zu reguliren, und dem
anderen commaförmig gezahnten Rade, welches die Unruhefeder spannt, so wie auch den
Federn k und l die gehörige Zeit zu ihrer Wirksamkeit zu geben. m ein kleiner, an
der Unruhespindel sizender Flügel, welcher durch die Feder l in Thätigkeit gesezt
wird; leztere übt, da sich zwischen ihr und dem Flügel m kein weiteres Zwischenwerk
befindet, immer gleiche Kraft aus. Die Kraft, welche diese Feder spannt, mag noch so
groß seyn, die Feder ist doch immer nur mit ihrer eigenen Kraft ausgerüstet, weßhalb
diese Hemmung den Namen
„Hemmung mit constanter Kraft“ (échappament à force constante) erhalten hat.
n Sperrrad zur Spannung der Uhrfeder; o die Scheibe zum Anhalten des Aufzugs; p, p zum Aufzug gehörige Räder; q, q Minuten- und Stundenräder; r eine
doppeltgekehlte Rolle, durch deren Mittelpunkt die Spindel des Secundenrades geht;
der eine Lauf dieser Rolle dient zur Aufnahme des einen Endes einer Kette s, deren anderes Ende an eine der Dynamometerfedern
befestigt ist. In Folge der Biegungen dieser Federn durchläuft die Nadel i die Eintheilung ihres Zifferblattes, und gibt die
Kraft, womit die Federn gespannt sind, in Kilogrammen an. An den zweiten Lauf der
Rolle r ist das Ende einer anderen Kette t befestigt, die um ein kleines Federhaus sich windet
und während der Spannung der Feder sich aufzieht. Diese Anordnung hat den Erfolg,
daß der auf einer Röhre dieser Rolle angebrachte Zeiger auf den Nullpunkt seiner
Eintheilungen zurükgeführt wird, wenn die Rolle an die Stelle, von welcher aus die
Bewegung erfolgte, zurükgelangt. Das auf den beiden Cylindern v, v gleitende Still u, u ist mit dem Ende der
Kette, wovon eben die Rede war, an die Federn befestigt; es bildet eine Art Wagen,
welcher in Uebereinstimmung mit den Biegungen der Federn des Dynamometers eine
hin- und hergehende Wechselbewegung annimmt. Dieser Wagen trägt auch den
Mechanismus des auf der Horizontalscheibe rollenden Rädchens, der totalisirenden
Zifferblätter, und der zeichnenden Stifte.
In Fig. 7 ist 1
das Federhaus; 2 das Schnekenrad; 3 das Secundenrad; 4 und 5 sind Räder, welche in
Verbindung mit dem Windflügel das Umlaufräderwert bilden; 7, Sperrkegel des zur
Hülfsfeder der Schneke gehörigen Sperrrades; 8 eine Achse, an deren einem Ende sich
ein Winkelrad 9 befindet, welches in ein ähnliches Winkelrad des Secundenrades
greift; am anderen Ende trägt diese Achse ein in das Zahnrad N eingreifendes Rad 10. 11 ein Rahmen, gebildet aus zwei kleinen Cylindern
und zwei kleinen Platten; der eine dieser Cylinder trägt außerhalb des Rahmens zwei
Zapfen, welche in zwei Kloben 12, 12 gelagert sind. An dem entgegengesezten Cylinder
ist ein mit dem Cylinder Y communicirendes Stük
angebracht, welches den Federn des Dynamometers ein unbeschränktes Spiel für den Zug
des fein gespizten Bleistiftes gestattet. Zur Zeit des Rükstoßes steigt der Rahmen
11 auf einer geneigten Ebene in einer geraden Linie nieder; diese Linie ist der
Ebene der Wagenstüke parallel, worauf die Dynamometer-Federn ruhen. Die
Verrükung dieses Cylinders macht, daß der Rahmen in Fig. 1, welcher an seinem
einen Ende das Tförmige, die Kuppelung (bascule) Z
unterstüzende Stük trägt,
das Zeigerwerk des Zugs außer Eingriff sezt. Zu gleicher Zeit kommt das Räderwerk
des Rükstoßes in Thätigkeit, und der Bleistift mit stumpfer Spize läßt durch seine
Bewegung eine Spur auf dem Papier zurük, während der andere sich von demselben
entfernt. 13, Fig.
3, ist die Unruhe; 14 die Spiralfeder; 15 sind die Kloben der Unruhe; 16
der vierekige Zapfen des Aufzugs.
Alle Theile des Mechanismus des Zählers und des Chronometerwerkes sind in ein Gehäuse
eingeschlossen und gegen den nachtheiligen Einfluß der Luft geschüzt.
––––––––––
Mit Bezug auf obige Beschreibung entnehmen wir dem Berichte, welchen de Lambel der Société d'encouragement über dieses Instrument erstattete,
folgende wesentlichen Thatsachen. Bei dem in Gegenwart der Commission angestellten
Versuche bemerkte man, daß die Biegung der Federn, indem man die angehängten
Gewichte von Null bis zu einer Belastung von 280 Kilogr. bei jedem Versuch um 40
Kilogr. vermehrte oder verminderte, eine mittlere Größe von 8.26 Millimeter auf 40
Kilogr. erreichte; daß die Differenz der durch diese Gewichte erzeugten Biegungen
3/10 Millim. beim Belasten und 4/10 beim Entlasten betrug; endlich, daß die
Differenz der Biegungen beim Belasten und Entlasten sich ausglich.
Die Biegung parabolischer Federn wurde nur zu 5.2 Millim. per 40 Kilogr. gefunden; die von den Concurrenten angewandten Federn
hätten demnach den lezteren gegenüber einen wesentlichen Vortheil.
Diese Federn sind so angeordnet, daß sie so genau wie möglich einen Kreisbogen
beschreiben, wenn ihre Biegung das Maximum erreicht hat. Ihre äußere Oberfläche
bildet vom äußersten Ende bis zum Mittelpunkt eine gerade Linie, anstatt gekrümmt zu
seyn. Die HHrn. Martin und Reymondon haben die Drehungsachsen der Federn durch Schneiden ersezt, was
dieselben weit empfindlicher macht und die Differenz der Biegungen unter gleichen
Gewichten auf das Minimum reducirt.
Die Concurrenten haben dem Instrument eine kleine kreisrunde, mit Eintheilungen
versehene Platte beigefügt, in welcher jeder Grad 5 Kilogr. repräsentirt. Indem
diese Platte eine genaue Spannung der Federn von 0 bis zu 240 Kilogr. gestattet, hat
sie auch ein Mittel an die Hand gegeben, jene Versuche anzustellen, deren Resultate
oben angeführt wurden. Sie dient ferner zur Controle für die Richtigkeit des
Totaliseurs, und es ist constatirt worden, daß von 0 bis zu 240 Kilogr. jede 40
Kilogr. bei einer zwei Minuten langen Einwirkung auf die Feder, 171,50 Theilstrichen
des Zifferblattes entsprechen. Da dieser Werth nur um 3.50 Grade variirte, so schloß man,
daß das Maximum des Irrthums nur 1/52 betragen konnte. Diese Differenz wurde noch
vermindert, als man an die Stelle der Achsen, um welche sich die äußersten Enden
beider Federn bewegten, Schneiden sezte. Der Dynamometer vereinigt demnach alle
wünschenswerthen Eigenschaften, und seine Resultate lieferten eine für die Praxis
hinreichende Genauigkeit.
In der allgemeinen Sizung vom 23. März d. I. wurde den HHrn. Martin und Reymondon der Preis von 2000 Fr.
zuerkannt, welchen die Société
d'encouragement auf die Construction eines Dynamometers gesezt hatte, der
die Druk- oder Biegkraft. der Federn in jedem Augenblik anzeigt und zugleich
totalisirt; ferner noch weitere 500 Fr., welche in der Sizung vom 17. Jan. 1838 in
Vorschlag gebracht wurden, um dieselben Anzeigen in Beziehung auf die Rükwirkung der
Federn zu erhalten.