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Messeinrichtung.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine weitere Ausbildung der durch das Patent Nr. 94777 geschützten Messeinrichtung, u. zw. wird der gleiche Grundsatz wie beim Stammpatent statt zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, auf welchem die Einrichtung befestigt ist, zur Messung indizierter Arbeit einer Kolbenmaschine, z. B. einer Dampf-oder Verbrennungskraftmaschine, eines Kompressors od. dgl. verwendet. Bei der Messeinrichtung nach dem Stammpatent wirken zwei unter dem Einfluss von auf die Messeinrichtung wirkenden Stössen stehende Bremsvorrichtungen auf je eine Welle eines Differen- tialgetriebes.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die Bremsvorrichtungen durch den Druck im Innern des Zylinders einer Kraft-oder Arbeitsmaschine betätigt, während die beiden Wellen des Differentialgetriebes ihren Antrieb von den bewegten Teilen der Kraft-oder Arbeitsmaschine erhalten, statt, wie beim Stammpatente, durch ein Uhrwerk od. dgl. angetrieben zu werden.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Messeinrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 in Ansicht von links gegen die Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2 und Fig. 4 eine Stirnansicht von rechts gegen die Fig. 1. Fig. 5 zeigt die Anordnung der Messeinrichtung an einer zu messenden Kraft-bzw. Arbeitsmaschine in kleinerem Massstabe.
Um das Rad 2 ist eine Schnur la gewunden, welche mit ihrem andern Ende am Kolben oder an einem damit festverbundenen Teil der zu messenden Kraft-bzw. Arbeitsmaschine (Kreuzkopf od. dgl.) befestigt ist. Bei der Bewegung des Kolbens in der Richtung des Pfeiles p (Fig. 2) dreht sich das Rad 2 in der Richtung des Pfeiles d, bei der Bewegung des Kolbens in der entgegengesetzten Richtung wird es durch eine Spiralfeder lob entgegengesetzt zurückgedreht. Der Umfangsweg des Rades 2 ist daher immer gleich dem Kolbenwege, vorausgesetzt, dass die Spannung der Spiralfeder so gross ist, dass die Schnurr niemals schlaff durchhängt.
Die veränderlichen Kräfte, welche die Bremsbacken gegen die Wellen 7 und 8 des Differentialgetriebes drücken, werden entsprechend dem Zwecke der Messeinrichtung durch den Druck des im Zylinder der Kraft-bzw. Arbeitsmaschine befindlichen Mittels (Dampf, Gas od. dgl.) ausgeÜbt. Der Druck wird auf folgende Weise übertragen : Der Indikatorstutzen 29 des Maschinenzylinders ist durch eine federnde Platte 28 abgeschlossen, gegen welche sich eine Stange 27 stützt. Mit ihrem anderen Ende ist die Stange 27 mittels eines Bolzens 26 an der Kurbel 25 befestigt, welche fest aufgekeilt an der Achse 24 sitzt, auf welcher die Arme 22 und'23 aufgekeilt und mittels der Bolzen 20 bzw. 21 mit den Bremsbacken-M bzw. 17 verbunden sind.
Der jeweilige im Zylinder herrschende Druck des Mittels wird durch die federnde Membran 2S auf die Stange 27 übertragen und dadurch ein Drehmoment auf die Achse 24 ausgeübt. Dieses wirkt je zur Hälfte auf die bei den Arme 22 und 23 und bewirkt dadurch eine Verminderung der Druckkraft der Feder 14 auf den Bremsklotz 16 bzw. eine Vergrösserung der Druckkraft der Feder 15 auf den Bremsklotz 17.
Die weitere Wirkungsweise der Messeinrichtung ist übereinstimmend mit jener des Geschwindigkeitsmessers nach dem Patente Nr. 94777. Als Anzeigevorrichtung kann das im Patent Nu'100168 angegebene Rädergetriebe benützt werden, welches dem Wesen nach darin besteht, dass die beiden axial *) Erstes Zuaa. tzpatent Nr. 100168.
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ineinander gelagerten Wellen 7, 8 des Differentialgetriebes je ein Zahnrad 9, 10 mit Aussengewinde bzw. Innengewinde tragen, in welche ein drittes Zahnrad 11 greift. Dieses Zahnrad 11 ist frei drehbar an einem
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zahl umlaufen, der das dritte Zahnrad 11 tragende Arm 18 mit der Umdrehungszahl der beiden Wellen sich mitdreht.
Laufen die Wellen 7 und 8 aber mit verschiedener Geschwindigkeit um, so wird das Zahnrad 11 um seine Achse 12 verdreht, wobei die Anzahl der Umdrehungen dieses Zahnrades proportional der zu messenden Geschwindigkeit ist. Das dritte Zahnrad 11 trägt an seiner Achse 12 ein weiteres Zahnrad, das ein Zählwerk betätigen kann, um den Messbereich zu vergrössern. An Stelle dieser Anzeigevorrichtung, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele Verwendung findet, können aber auch andere Anzeigevorrichtungen beliebiger Art zur Anwendung gebracht werden, beispielsweise auch elektrische Übertragungen od. dgl.
Je grösser der Druck im Zylinder ist, umso grösser wird auch der Unterschied in der Umdrehungszahl der Wellen 7 und 8. Je grösser jedoch diese ist, um so grösser wird auch die Geschwindigkeit sein, mit der sich das Zahnrad 11 in bezug auf die Mttellinie a-b (Fig. 3) dreht. Es ist sohin diese Geschwindigkeit ein Massstab für den Druck, der im Zylinder herrscht. Je grösser der Kolbenweg ist, während welchem dieser Druck herrscht, umso länger wird diese Geschwindigkeit dauern und um so grösser wird auch die Anzahl der Umdrehungen sein, die durch das Zahnrad 11 im ganzen zurückgelegt werden.
Da die indizierte Arbeit, welche durch den Kolben geleistet wird, aber gleich ist Kolbenweg mal Druck auf die Kolbenfläche, so ist die Anzahl der im ganzen zurückgelegten Umdrehungen des Rades 11 auch ein Mass für die indizierte Arbeit, die im Zylinder der Maschine verrichtet wurde. Während des Ausdehnungshubes der Maschine dreht sich das Rad 11 in der einen Richtung, während es beim Verdichtungshub in der andern Richtung gedreht wird. Die Verdichtungsarbeit wird also von der Ausdehnungsarbeit abgezogen und dadurch bei einer Umdrehung der Maschine die Nutzarbeit während dieser Umdrehung verzeichnet.
Die Messeinrichtung erfüllt also in der Hinsicht, dass die indizierte Arbeit einer Kolbenkraft-oder Arbeitsmaschine bestimmt werden kann, dieselbe Aufgabe, wie ein Indikator der bekannten Ausführungsarten. Der Unterschied liegt jedoch darin, dass mittels eines Indikators nur während weniger Umdrehungen die indizierte Arbeit gemessen werden kann, während mittels des vorliegenden Arbeitsmessers dies andauernd, die ganze Betriebszeit der Maschine hindurch, geschehen kann. Der Zweck des vorliegenden Arbeitsmessers liegt in der ständigen Betriebskontrolle und es können aus den Ergebnissen, die er liefert, wertvolle Schlüsse gezogen werden, wovon beispielsweise nur die Nachprüfung des Brennstoffverbrauches als abhängig von der geieisteten Arbeit genannt werden möge.
Nachdem sich die indizierte Arbeit einer Kolbenmaschine aus der Formel :
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berechnet, wobei P der Druck auf den Kolben der Maschine und d s ein unendlich kleiner Weg des Kolbens ist, kann der Arbeitsmesser auch, wie ohne weiteres einzusehen ist, zur Messung aller Grössen herangezogen werden, die sich nach der allgemeinen Formel
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berechnen. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass die Druckverminderung bzw. Druckvergrösserung der Bremsbacken auf die dazugehörigen Wellen proportional der Grösse Y ist und ebenso der Umfangsweg des Antriebsrades 2 in jedem unendlich kleinen Zeitabschnitte proportional ist der Grösse d Z. Die vom Zahnrad 11 insgesamt zurückgelegten Umdrehungen sind dann ein Mass für die gesuchte Grösse X.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messeinrichtung nach Patent Nr. 94777, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtungen durch den Druck im Innern des Zylinders einer Kraft-bzw. Arbeitsmaschine betätigt werden, während die beiden Wellen des Differentialgetriebes ihren Antrieb von den bewegten Teilen der Kraft-bzw. Arbeitsmaschine erhalten, zum Zwecke die indizierte Arbeit einer Kraft-bzw. Arbeitsmaschine messen zu können.