Titel: Bourdon's Dynamometer.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1860, Band 158, Nr. LXXXIV. (S. 333–336)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj158/ar158084

LXXXIV. Dynamometer von E. Bourdon, Mechaniker in Paris.

Aus Armengaud's Génie industriel, Juli 1860, S. 1.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

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.

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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 |335| 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.

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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

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.

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