Titel: | Der Resonanz-Undograph, ein Mittel zur Messung der Winkelabweichung. |
Autor: | O. Mader |
Fundstelle: | Band 324, Jahrgang 1909, S. 581 |
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Der Resonanz-Undograph, ein Mittel zur Messung
der Winkelabweichung.
Von Dipl.-Ing. O. Mader,
München.
(Fortsetzung von S. 571 d. Bd.)
Der Resonanz-Undograph, ein Mittel zur Messung der
Winkelabweichung.
2. Prüfung des
Resonanz-Undographen, Modell I durch das Hookesche Gelenk.
Versuchsanordnung.
Textabbildung Bd. 324, S. 581
Prüfung des Resonanz-Undographen, Modell IFig. 44. Versuch 1; Fig.
45. Versuch 2; Fig. 46. Versuch 3; Fig. 47. Versuch 4.
Zur Prüfung der früher mitgeteilten rechnerischen Ueberlegungen wurden an dem in
Fig. 8–12
dargestellten Modell I des Resonanz-Undographen Versuche mit dem Hookeschen Gelenk angestellt. Zum Antrieb diente
ein regulierbarer Nebenschlußmotor, auf dessen Achse das Hookesche Gelenk aufgesetzt war (Fig.
10). Diese direkte Kupplung erlaubte nicht, mit kleinen Tourenzahlen
zu arbeiten, da dann eine nur halbwegs genaue Regulierung oder eine
gleichförmige Drehung unmöglich wurde. Das Aufzeichnen langsamer Schwingungen
war erst bei Versuchen an langsamlaufenden Kolbenmaschinen möglich.
Die Erregung des Magneten des Resonanz-Undographen erfolgte durch regulierbaren
Akkumulatorenstrom.
Die Tourenzahl wurde durch ein Handtachometer, etwas unsicher zwar, gemessen.
Uebersetzungsverhältnis des
Schreibzeuges.
Es war bei den Versuchen (vgl. Fig. 9):
r =
110 mm
h =
30 mm
die Schreibhebellänge
l =
180 mm,
so daß
6 mm Amplitude auf dem Diagramm = 1 mm Winkelabweichung am Rad.
0,11 m
1 mm Amplitude auf dem Diagramm = 1,51 mm Winkelabweichung am
Rad. 1,0 m.
Resultate.
Da es vorerst nur galt, die Richtigkeit der Rechnung und den Einfluß der
einzelnen Größen festzustellen, so wurden die Versuche in der Weise
durchgeführt, daß die Schreibhebelausschläge (B1
B2 in Fig. 31) bei verschiedenen Tourenzahlen
aufgezeichnet wurden, d.h. es wurde das α0 der
Rechnung geändert, die Rückstellfedern und das Trägheitsmoment (das α und m der Rechnung), und damit die Eigenschwingungszeit
wurden unverändert gelassen.
Der Ablenkungswinkel γ wurde durch Messung der Kathete s (vergl. Fig. 41) für ein
konstantes
l = 690 mm
gefunden.
Die Resultate sind in Tabelle II und in den Fig. 44 bis 47
zusammengestellt. Hieraus geht auch der Einfluß der vorgenommenen konstruktiven
Aenderungen deutlich hervor.
Eine größere Genauigkeit, als die Versuche vom 21. u. 22. Oktober ergaben,
gewährleistete schon die ungenaue Versuchseinrichtung nicht.
Tabelle II.
Datum
12. Okt.
15. Okt.
17. Okt.
21. Okt.
22. Okt.
1907
VersuchNo.
–
1
2
3
4
s in mm
–
180
180
170
170
γ°
–
15,12
15,12
14,4
14,4
Zu messen-de Ampli-tude
amScreibst.in mm
–
23,4
23,4
21,05
21,05
GemesseneAmplitudeamScreibst.in mm
0
9,5
19,0
21,0
19,0
Fehler derMessung
– 100%
– 59%
– 19%
– 0%
– 9%
Bemerkung
LangeZapfen-lager
mitKlemmung(Fig.
27)
KurzeZapfen-lager
mitReibung(Fig.
28)
Drehlager,jedoch An-trieb
nochzuckend(Fig.
29)Luftwider-stand ver-ringert
Drehlagerstetig
an-getrieben.Federn-zapfen
inSchneiden-form(Fig.
29)
ebenso
\gamma=a\,r\,c\,sin\,\frac{s}{l},
wo l = 690 mm Zu
messende Amplitude am Rad 1 m = 2 (K – L) „ „ „ am
Schreibzeug =\frac{2}{1,51}\,(K-L).
3. Prüfung des Resonanz-Undographen,
Modell II durch die Kurbelschleife.
Versuchsanordnung.
Das auf Grund der Versuche mit Modell I neu konstruierte Modell II (vgl.
Abschnitt C) wurde durch die Anordnung mit der
Kurbelschleife geprüft.
Textabbildung Bd. 324, S. 582
Fig. 48. a treibende Welle, b getriebene Welle.
Auf die Achse eines regulierbaren Nebenschlußelektromotors war die Scheibe S (Fig. 48)
aufgekeilt, die einen Zapfen am Radius h = 75 mm
trug. Eine zur Achse des Motors parallele Welle (b)
wurde von diesem Zapfen aus durch einen radial angebrachten
Tabelle III.
Datum
19. Jan.
19. Jan.
20. Jan.
23. Jan.
26. Jan.
1908.
VersuchNo.
1
2
3
4
5
e in mm(Fig. 43)
2,3
7,6
4,75
5,75
2,25
p
0,0307
0,101
0,0634
0,0767
0,030
Zu messen-de Ampli-tude
amSchreibstiftin mm
14,4
47,5
29,8
37,3
14,6
GemessenegrößteAmplitudein
mm
12,5
31,0
25,0
35,0
16,5
Fehler derMessung
– 13%
– 35%
– 16%
– 6%
+ 13%
Antriebs-art.
Band
Band
Band
Magnetrad
Magnet-rad
p=\frac{e}{h}, wo
stets h = 75 mm Zu messende
Amplitude am Rad 1 m = 2p, „ „ „ am Schreibstift
= 2p . 0,235
bzw.
= 2p . 0,2435.
Schlitz eines auf der Welle a befestigten Armes angetrieben. Ein Maßstab an
diesem Arme gestattete, die maximale Verschiebung des Zapfens in dem Schlitz und
damit den doppelten Abstand e der beiden parallelen
Wellen abzulesen (e in Fig. 42).
Von einer auf der getriebenen Welle b sitzenden
Riemenscheibe von 134 mm wurde der zu prüfende Apparat teils durch ein
Band, teils durch ein „Magnetrad“ angetrieben.
Ein Tachometer diente dazu, die Gleichheit der Tourenzahl zu überwachen. Bei den
benutzten kleinen Tourenzahlen war dies jedoch nur annähernd möglich, neben der
wechselnden Magneterregung ein Grund, daß die Gesetzmäßigkeit der
Versuchsresultate nicht vollständig rein zum Ausdruck kam.
Ein kleines Exzenter auf der Welle b schloß einmal
pro Umdrehung bei Berührung mit einer Kontaktfeder einer Stromkreis, in den die
Spule des Zeitschreibers geschaltet war.
Uebersetzungsverhältnis des
Schreibzeuges.
Es war bei den Versuchen:
Der Durchmesser der Scheibe [D1 in Fig. 43] auf der
Antriebswelle
= 134
mm
Die auf die Hauptwelle der R.-U. reduzierteBei
R.-U. Modell II war der Schreibhebel nicht direkt an dem
schwingenden Magneten angebracht, sondern noch eine vergrößernde
Uebersetzung \left(\tiny\frac{70}{20}\right)
dazwischen geschaltet. Deshalb ist die wirkliche
Schreibhebellänge (= 41 mm) noch mit
\tiny\frac{70}{20} zu multiplizieren, um
l zu erhalten.
Schreibhebellänge l
= 143,5
„
Der Durchmesser der Holzrolle [D2 in Fig. 43] auf der R.-U.-Welle bei
Bandantrieb
= 82
„
Der Durchmesser des „Magnetrades“
= 79
„
Es entspricht somit bei Bandantrieb 1 mm Winkelabweichung am Rad. 1000
mm der Antriebswelle =\frac{134 \cdot 143,5}{1000
\cdot 82}
= 0,235 mmam
Schreibstift
bei Magnetradantrieb 1 mm
Winkel- abweichung am Rad. 1 m der An- triebswelle
=\frac{134 \cdot 143,5}{1000 \cdot 79}
= 0,2435 mmam Schreibstift.
Textabbildung Bd. 324, S. 583
Prüfung des Resonanz-Undographen, Modell IIFig. 49. Versuch 1; Fig.
50. Versuch 2; Fig. 51. Versuch 3; Fig. 52. Versuch 4; Fig. 53. Versuch
5.
Resultate.
Bei den Vorversuchen zeigte es sich, daß der Erregerstrom durch andere Einflüsse,
z.B. den im Zeitschreiber periodisch fließenden Strom nicht beeinflußt werden
darf. Bei den Versuchen 1–4 wurde die Tourenzahl möglichst konstant gehalten,
dagegen die Anzahl der Federwindungen der einen Rückstellfeder, das α der
Rechnung, geändert. Bei dem Versuch 5 wurde die Tourenzahl geändert, die Federn
jedoch nicht.
Die Resultate sind in Tabelle III und in Fig. 49 bis 53
zusammengestellt.
Die Versuche 1–3 lassen erkennen, daß der elastische Bandantrieb einen um so
größeren Fehler hereinbringt, je größer die zu messende Amplitude wird. Deshalb
wurde zu dem bereits früher erklärten Magnetradantrieb übergegangen.
Bei Versuch 5 wurde entweder e nicht genau genug
gemessen oder die seitlich etwas schlagende Antriebsscheibe gab dem nicht eigens
ausbalanzierten Schwingmagneten einen Impuls pro Umdrehung, den die
Wirbelstrombremse nicht völlig zu vernichten vermochte. Letzterer Fehler trat
später bei Vorversuchen an einem Dieselmotor in verstärktem Maße auf und wurde
durch konstruktive Aenderung des Antriebes beseitigt.
(Schluß folgt.)