Einrichtung zur Messung und Anzeige des Tangentialdruckes von Kolbenmaschinen: Gegenstand der Erfindung ist eine Eii1- richtung zur Messung und zur Anzeige dea Tangentialdruckes von Kolbenmaschinen.
Die Erfindung benutzt einen Teil, der mit der zu messenden Maschine synchron umläuft und gegen die Achsrichtung eines den Zylinder druck aufnehmenden und auf den erstge nannten Teil einwirkenden Organes jeweils den gleichen, resp. annähernd gleichen Win kel bildet wie die Maschinenkurbel mit der Achsrichtung des Zylinders und durch die Messung des an. ihm wirkenden Drehmomen tes zur Bestimmung des Tangentialdruckes der Maschine dient. Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung: Der Tangentialdruck an der Kurbel eines Kurbelgetriebes ist bekanntlich, unter Ver nachlässigung des Einflusses der endlichen.
Schubstange, jeweils durch die Beziehung: <I>T = P</I> sin <I>a</I> gegeben, wobei<I>T</I> den Tangen tinldruck, P den Kolbendruck und a den jeweiligen Phasenwinkel der Kurbel bedeuten.
Der Tangentialdruck ist also gleich dem jeweiligen Kolbendruck P, veränderlich im Verhältnisse des Sinus des jeweiligen Phasen- Winkels a der Maschinenkurbel. Die Erfin dung löst die Aufgabe, den Zylinderdruck in einen sich gemäss dem Sinus des Phasen winkels der jeweiligen Kurbelstellung ändern den Druck umzusetzen.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungs form einer der Erfindung gemäss wirkenden Einrichtung in schematischer Weise in Fig. 1 in Seitenansicht .(teilweise im Schnitt) und in Fig. 2 in Oberansicht dargestellt. Die Messeinrichtung ist folgendermassen eingerich tet: In einer Bohrung eines Gehäuses b ist ein Kolben a gelagert, der durch Anschluss an die Enden des Zylinders der zu messen den Maschine dem dort herrschenden Zylin derdruck P ausgesetzt ist. Dieser Druck wird vofi der Kolbenstange c vermittelst eines zwischengeschalteten Lenkers l auf einen Schwinghebel d übertragen, der an einer Scheibe f um einen Zapfen e in Richtung eines Durchmessers schwingbar aufgehängt ist.
An dem freien Ende dieses Hebels d greift das eine Ende einer Feder g an, während das andere Ende an einem Zapfen lt. der Scheibe<I>f</I> befestigt ist. Die Achse<I>i</I> der Scheibe f ist in Lagern drehbar gelagert und wird durch geeignete Kupplungsglieder in einen mit der zu messenden Maschine syn chronen Umlauf versetzt, und zwar derart, dass die Achsrichtung des Hebels (l mit der Richtung des Zylinderdruckes P (oder der Stange c) jeweils einen dem Phasenwinkel der Maschinenkurbel gleichen oder annähernd gleichen Winkel a bildet.
Entsprechend der in der Fig. 1 angedeuteten Kräftezerlegung greift dann an dem Hebel d eine Kraft P# sin a an. Es ergibt sich daraus ein Ver drehungsmoment, das dem zu messenden Tan- gentialdruck proportional ist. Durch die Mes sung des am Hebel d wirksamen Drehmo mentes kann mithin der Tangentialdruck der Maschine bestimmt werden. Die Feder g stellt hierbei das Messorgan dar.
Durch den Lenker L ist die Bewegungs freiheit des Hebels d bei etwaigem Nachgeben des Messorganes (Feder g) gewährleistet. Die gleiche Kräfteeinwirkung auf den Hebel d kann natürlich auch dadurch erzielt werden, dass die den Hebel tragende Scheibe f fest gehalten und der Kolben a um den Mittel punkt in in einen mit der Maschine syn chronen und phasengleichen Umlauf versetzt wird.
Bei der beschriebenen Einrichtung bleibt der Kolben a stets wesentlich in Ruhe, d. h. führt keinen Arbeitshub und nur ganz geringe Schwingungen um seine Mittellage aus, sofern infolge des Nachgebens des Messorganes (Feder g) die Angriffsachse m nicht mehr genau zen trisch zur Scheibe f liegt. Der Kolben kann infolgedessen auch durch eine Membrane oder dergleichen ersetzt werden, worin ein 'wesent licher Vorteil liegt.
Die Ausschläge des auf die Feder g wir kenden Hebels d können mittelst für solche Zwecke bekannter Mittel registriert oder auch nach der Zeit integriert werden. Auf diese Weise ist es möglich, laufende Aufnahmen der indizierten Leistung der Maschine zu er halten und auch eine Zählung der indizierten Arbeit vorzunehmen.
Wird die Messeinrichtung für einfach wir kende Maschinen benutzt, so wird der Kolben <I>a</I> durch Verbindung des Stutzens n mit dein Zylinderende der zu messenden Maschine ein seitig denn dort herrschenden Drucke ausge setzt. Bei doppeltwirkenden Maschinen wird auch das andere Zylinderende mit dem andern Stutzen o des Gehäuses in Verbindung ge bracht, wodurch der Kolben a stets den resul tierenden Druck beider Zylinderseiten zur Messung bringt.
Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, die jeweilige Leistung einer Kolbenma schine an einer entsprechend eingeteilten Skala abzulesen. Sowohl die Bestimmung der Lei stung mittelst Aufnahme von Indikatordia- grammen mit deren lästiger Planimetrierung, sowie auch die Bestimmung der Leistung mittelst Leistungszählern wird dadurch er setzt.
Will man den Einfluss der endlichen Schub stangenlänge der Maschine berücksichtigen, so kann dies dadurch bewerkstelligt werden, dass man die Angriffsachse in des Lenkers<I>l</I> am Hebel d etwas exzentrisch zur Scheibe f legt und die Länge des Lenkers zu der Grüsse der Exzentrizität in das gleiche Verhältnis bringt wie die Kurbelstangenlänge zur Grösse der Kurbel der zu messenden .Maschine.
Device for measuring and displaying the tangential pressure of piston engines: The subject matter of the invention is an Eii1- direction for measuring and displaying the tangential pressure of piston engines.
The invention uses a part that rotates synchronously with the machine to be measured and against the axial direction of a pressure receiving the cylinder and acting on the erstge named part organ each the same, respectively. approximately the same angle forms as the machine crank with the axial direction of the cylinder and by measuring the. he acting torques is used to determine the tangential pressure of the machine. The invention is based on the following consideration: The tangential pressure on the crank of a crank mechanism is known, neglecting the influence of the finite Ver.
Push rod, given by the relationship: <I> T = P </I> sin <I> a </I>, where <I> T </I> is the Tangen pressure, P is the piston pressure and a is the respective phase angle of the Crank mean.
The tangential pressure is therefore equal to the respective piston pressure P, variable in the ratio of the sine of the respective phase angle α of the machine crank. The inven tion solves the task of converting the cylinder pressure into a pressure that changes according to the sine of the phase angle of the respective crank position.
In the drawing, an embodiment of a device operating according to the invention is shown schematically in FIG. 1 in a side view (partially in section) and in FIG. 2 in a top view. The measuring device is set up as follows: A piston a is mounted in a bore of a housing b, which is exposed to the cylinder pressure P prevailing there by connecting to the ends of the cylinder of the machine to be measured. This pressure is transmitted from the piston rod c by means of an intermediate link l to a rocker arm d, which is suspended on a disk f about a pin e in the direction of a diameter so that it can swing.
One end of a spring g engages at the free end of this lever d, while the other end is attached to a pin according to the washer <I> f </I>. The axis <I> i </I> of the disk f is rotatably mounted in bearings and is set in a cycle synchronous with the machine to be measured by suitable coupling members, in such a way that the axis direction of the lever (l with the direction of the Cylinder pressure P (or the rod c) each forms an angle α equal to or approximately equal to the phase angle of the machine crank.
According to the decomposition of forces indicated in FIG. 1, a force P # sin a then acts on the lever d. This results in a torsional torque that is proportional to the tangential pressure to be measured. The tangential pressure of the machine can therefore be determined by measuring the torque effective on lever d. The spring g represents the measuring element.
Through the handlebar L, the freedom of movement of the lever d is guaranteed in the event of any yielding of the measuring element (spring g). The same action of force on the lever d can of course also be achieved by holding the disc f carrying the lever firmly and setting the piston a around the center point in a rotation that is synchronous with the machine and in phase.
In the device described, the piston a always remains essentially at rest; H. does not perform a working stroke and only very small vibrations around its central position, provided that the axis of attack m is no longer exactly centered on disk f due to the yielding of the measuring element (spring g). As a result, the piston can also be replaced by a diaphragm or the like, which is an advantage.
The deflections of the lever d acting on the spring can be registered by means of known means for such purposes, or they can be integrated according to time. In this way it is possible to keep ongoing recordings of the indicated performance of the machine and also to count the indicated work.
If the measuring device is used for simple acting machines, the piston <I> a </I> is exposed on one side to the pressures prevailing there by connecting the nozzle n to the cylinder end of the machine to be measured. In double-acting machines, the other end of the cylinder is also connected to the other end o of the housing, so that the piston a always brings the resulting pressure on both sides of the cylinder to the measurement.
The device described makes it possible to read the respective performance of a Kolbenma machine on a correspondingly graded scale. Both the determination of the performance by means of the recording of indicator diagrams with their annoying planning, as well as the determination of the performance by means of performance counters is replaced.
If you want to take into account the influence of the finite push rod length of the machine, this can be done by placing the axis of attack in the handlebar on the lever d somewhat eccentrically to the disk f and the length of the handlebar to the Brings the size of the eccentricity into the same ratio as the length of the connecting rod to the size of the crank of the machine to be measured.