Titel: Shinz's Dynamometer.
Autor: Schinz, Ed.
Fundstelle: 1848, Band 110, Nr. XLIV. (S. 242–244)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj110/ar110044

XLIV. Dynamometer zur Ermittelung der Kraft, welche einzelne Arbeitsmaschinen verbrauchen; von Ed. Schinz.

Aus der Eisenbahnzeitung, 1848 Nr. 39.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Es fehlte bisher noch an einer einfachen Vorrichtung, die Kraft zu ermitteln, welche jede einzelne Maschine einer größern Fabrik absorbirt, oder den Kraftverbrauch verschiedener Systeme von Maschinen, welche den nämlichen Zweck erfüllen, festzustellen. Der von mir erfundene neue Dynamometer ist eben so einfach in seinem Princip als bequem bei seinem |243| Gebrauche und liefert Resultate, deren Genauigkeit nicht leicht auf eine andere Weise erreicht werden dürfte.

Es seyen A und B (Fig. 18) zwei Achsen, welche die Zahnräder A, M und B, N von gleichem Durchmesser und gleichen Riemscheiben tragen. Die Welle A wird mit der Triebachse der Fabrik, die Welle B mit der zu untersuchenden Maschine durch Riemen in Verbindung gesetzt, und zwar so, daß die Bewegung in der Richtung der Pfeile erfolgt. Die Verbindung der Achsen A und B wird durch das Zahnrad C vermittelt, welches in die Räder A, M und B, N in M und N eingreift und dessen Achse mit den Achsen A und B in einer horizontalen Ebene liegt.

Es erhellt aus dieser Anordnung, daß die Achse C außer ihrem eigenen Gewichte und demjenigen des Rades C den Druck ½ Q zu tragen hat, den das Rad A, M in M auf die Peripherie von C ausübt, plus den gleichen Druck ½ Q den C in N auf das Rad B, N ausübt. Kennt man diesen Druck und multiplicirt ihn mit der Umfangsgeschwindigkeit der Räder, so erhält man die durch den Dynamometer übertragene Kraft in Pfundfußen (das ist in Pfunden einen Fuß hoch gehoben) oder, durch 510 dividirt, in Pferdekräften.

Die Umfangsgeschwindigkeit ermittelt man leicht, indem man die Anzahl der Umgänge mit der Peripherie des Theilkreises multiplicirt und durch die Zeit der Beobachtung (in Secunden) dividirt.

Den Druck auf die Achse C findet man durch directes Wiegen, indem man deren Lager an den einen Arm eines Waagebalkens anhängt, während der andere Arm eine Waagschale zur Aufnahme der Gewichte und überdieß noch eine kleine Federwaage zur Ausgleichung kleinerer Differenzen sowie zur Verminderung der Schwankungen trägt. Die kleinen Schwankungen, welche die Achse C oberhalb und unterhalb der Ebene A B machen kann (im Ganzen 3–4 Linien), üben auf das Resultat keinen Einfluß aus.

Fig. 19 und 20 in ⅛ der natürlichen Größe stellen einen Dynamometer vor zur Ermittelung der Kraft, welche solche Maschinen erfordern, zu deren Betrieb Riemen bis zu 2½ Zoll Breite erforderlich sind. Die größte Kraft, welche auf die 15zölligen Riemscheiben ausgeübt wird, übersteigt alsdann 144 Pfd. nicht. Es müssen daher die Zähne der Räder einem Druck von 15/12 144 = 180 Pfd. widerstehen, und da die Schnelligkeit im Theilkreise 10 und mehr Fuß betragen kann, so sind die Räder mit schraubenförmigen Zähnen versehen, welche 1½ Linien hoch und 2½, Linien stark sind, so daß ein Ausbrechen derselben nicht zu befürchten ist. Bekanntlich nutzen sich solche Räder nicht ab.

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Nennt man Q den Druck auf das Rad C, n die Anzahl der Umgänge des Rades A in der Zeit t, so ist die übertragene Kraft K = Qrπn/t oder wenn man die vermehrte Reibung der Achsen B und C in Rechnung bringt,

k = 0,988 Q r π n/t, für r = ½ Fuß,

k = 1,552 Q n/t.

Der Hebelarm, an dem die Achse C hängt, hat eine Länge von 1 Fuß. Der Hebelarm der Waagschale ist 1′,611 = 1′ 7″ 4″′, der Hebel der Federwaage 2′,417 = 2′ 5″ 0″′, es wird somit

Q = 1,611 P + 2,417 p
= 1,611 (P + 1½ p)

wenn P das Gewicht auf der Waagschale, p die Spannung der Federwaage bedeutet. Substituirt man diesen Werth von Q in Ausdruck von k, so wird

k = 1,611 × 1,552 × (P + 1½ p) n/t

k = 2,5 (P + 1½ p) n/t Pfundfuße, oder

k =

Textabbildung Bd. 110, S. 244

Zur Ermittelung der Umgänge ist auf der Achse A ein Zähler angebracht. Derselbe besteht aus einer Schraube ohne Ende, die in zwei Zahnräder von 25 und 24 Zähnen eingreift und somit 600 Umgänge angibt.

Soll nun die Kraft ermittelt werden, welche zum Betriebe einer gegebenen Maschine erforderlich ist, so wird die Achse A mit der Triebwelle in Verbindung gesetzt und die Rotationstara des Apparates gesucht, das ist die Reibung der Achsen C und B, welche für alle Schnelligkeiten constant bleibt und also dazu dienen kann, den Zustand des Instrumentes zu prüfen. Dann wird der Riemen auf die Riemscheibe der Achse B und die lose Rolle der Arbeitsmaschine geworfen und die Reibung derselben ermittelt. Die zur Ueberwindung dieser Reibung erforderliche Kraft ist bei gleicher Spannung der Riemen sehr annähernd derjenigen gleich, welche der Riemen von der Triebwelle zur Maschine erfordert. Endlich wird die Maschine in Gang gesetzt und die ganze verwendete Kraft bestimmt.

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