Titel: | Dynamometer von E. Bourdon, Mechaniker in Paris. |
Fundstelle: | Band 158, Jahrgang 1860, Nr. LXXXIV., S. 333 |
Download: | XML |
LXXXIV.
Dynamometer von E. Bourdon, Mechaniker in
Paris.
Aus Armengaud's Génie industriel, Juli 1860, S.
1.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Bourdon's Dynamometer.
Die Einrichtung dieses Dynamometers gründet sich auf die Eigenschaft der
Schraubenräder, einen Seitendruck auszuüben, welcher der zu übertragenden Kraft,
sowie dem Winkel, unter welchem die Radzähne geneigt sind, proportional ist.
Der Dynamometer, von welchem Fig. 19 den Aufriß und
Fig. 20
den Grundriß darstellt, besteht aus zwei parallelen horizontalen Achsen, welche von
vier auf einem gußeisernen Gestelle befestigten Lagern getragen werden. Jede
derselben ist mit einer Rolle und mit einem Rade mit schraubenförmig geschnittenen
Zähnen versehen und mit denselben durch Keile fest verbunden. Ueber die eine Rolle
läuft der Treibriemen; von der andern aus wird die Bewegung ebenfalls durch einen
Riemen weiter geführt.
Die Achse des Rades A dreht sich frei in ihren Lagern,
ist jedoch an den Enden – zur Vermeidung einer Längenverschiebung –
zwischen Spitzzapfen gehalten. Die Achse des Rades B
dagegen hat lange Zapfen und ist in ihren Lagern der Länge nach so weit
verschiebbar, als es die größere Breite des Rades A
gestattet.
Das Ende der Achse des Rades B ist mit einer Stahlspitze
versehen, welche sich mitten auf die Feder F stützt; die
letztere kann aus einem oder mehreren Blättern bestehen, je nach der Größe der zu
messenden Arbeit. Diese Feder ist an beiden Seiten durch die Stangen G mit dem Gestelle E in
Gelenken verbunden und von der Mitte derselben geht ein kleiner Arm K nach dem Zeiger I, dessen
Spitze an dem Gradbogen H spielen kann. Das Stängelchen
K ist so zusammengesetzt, daß seine Länge leicht
verändert werden kann, was durch Fig. 21 veranschaulicht
wird. Es geschieht dieses jedesmal, wenn eine andere Feder eingesetzt und der Zeiger
auf Null zurückgebracht werden muß.
Um mit diesem Apparate die Kraft zu messen, welche eine Maschine zu ihrem Betriebe
von dem Motor in Anspruch nimmt, befestigt man denselben auf dem Boden in der Weise,
daß leicht mittelst eines Riemens die Bewegung einer liegenden Transmissionswelle
auf die Rolle D des Dynamometers und von der Rolle C des letztern wiederum durch einen Riemen auf die zu
untersuchende Maschine übertragen werden kann.
Sobald die Treibwelle anfängt sich zu drehen, entfernt sich auch der Zeiger I vom Nullpunkte des Gradbogens und rückt so weit vor,
bis die Federspannung im Gleichgewichte steht mit dem von der Maschine gebotenen
Widerstande. Während dem regelmäßigen Gange der letztern wird der Zeiger mit
geringen Schwankungen auf jenem Punkte sich erhalten und somit die Größe der
absorbirten Arbeit anzeigen. Diese Angabe wird notirt und die Anzahl der
Umdrehungen, welche die Achse der Rolle C per Minute
macht, beobachtet. Es genügt alsdann, diese beiden Zahlen mit einander zu
multipliciren und das Product durch 60 zu theilen, um die von der Maschine
erforderte Arbeitsmenge, in Kilogrammmetern per Secunde
ausgedrückt, zu erhalten. Die Eintheilung des Gradbogens wurde durch Versuche bestimmt, indem
man die bewegende Kraft auf die Rolle C wirken ließ und
an D einen Bremshebel mit verschiedenen Belastungen
anbrachte.
Durch Rechnung läßt sich der auf die Feder F ausgeübte
und durch den Zeiger angegebene Druck auf folgende Weise bestimmen:
Es sey ab (Fig. 22) die Richtung der
Tangente an der schraubenförmigen Verzahnung der Räder A
und B, so läßt sich der am Berührungskreis der letztern
ausgeübte Druck in die zwei Kräfte Q und P zerlegen, von denen die eine senkrecht auf ab, die andere parallel zu den Achsen gerichtet
ist. Diese letztere hat den Werth
P = R .
sin α.
Die Feder F, deren Spannung immer dem Drucke P gleichkommt, hat die den Körpern von gleichem
Widerstande entsprechende parabolische Form und gestattet somit eine regelmäßige
Theilung der Scala. Bezeichnet daher
P das an der Rolle D angebrachte Gewicht
=
1 Kilogr.
α den Winkel, welchen die Richtung der
Zähne mit der Achse bildet
= 22° 30
R den Halbmesser der Rolle C
= 0m 245
R¹ den Halbmesser des
Zahnrades bis zum Berührungspunkt
= 0m 153
P¹ den auf die Feder F ausgeübten Druck
=
x Kilgr.
so ist:
P¹ = P . tang α . R/R, also:
P¹ = (1 × 41421
× 0,245)/0,153 = 0k 656
Da diese Zahl die Wirkung angibt, welche das am Umfange der
Rolle D wirkende Gewicht von 1 Kil. auf die Feder
ausübt, so hat man nur in der Mitte der Feder Gewichte von 2 P¹, 3 P¹... anzuhängen und die
entsprechenden Stellungen des Zeigers zu notiren, um die Theilung der Scala
herzustellen.
Um die durch den Apparat angezeigte Arbeitsmenge in Kilogrammmetern per Secunde zu berechnen, diene folgendes Beispiel:
Bei einem vorgenommenen Versuche weise der Zeiger auf 15 Kilogr. und die Anzahl der
Umdrehungen per Minute u =
70. Dann ist
(70 u × 15 Kil.)/60'' = 17,50
per Kilogr. Secunde.
Die nachstehende Tabelle, deren Gebrauch keine weitere Erklärung bedarf, enthält die
Arbeitsmengen in Kilogrammmetern und zwar von 5 bis 75 Kilogr. bei Geschwindigkeiten
von 10 bis 100 Umgängen per Minute.
Textabbildung Bd. 158, S. 336
Angabe des Zeigers in Kilogramm;
Umdrehungen per Minute; Kilogrammmeter per Secunde
Die sehr einfache Einrichtung dieses Dynamometers, die Leichtigkeit des Ablesens und
die Eigenschaft, daß derselbe auch für Messung von größeren Kräften gebraucht werden
kann, ohne die Anwendung einer sehr starken Feder zu erheischen, – geben
demselben wesentliche Vorzüge vor manchem derartigen Apparate.