Titel: Bánki's Umdrehungs-Kraftmesser.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 269 (S. 148–151)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj269/ar269025

Bánki's Umdrehungs-Kraftmesser.

Mit Abbildung auf Tafel 9.

Das Centralblatt für Elektrotechnik gibt in Nr. 4 vom Jahre 1888 die Abbildung und Theorie des Umdrehungs-Kraftmessers von Donat Bánki, welcher von Ganz und Comp. in Ofen gebaut wird und bereits mehrfach ausgeführt und angewendet ist.

Die bisher gebräuchlichen Einschalt-Kraftmesser, insbesondere auch das so bekannte Dynamometer von Hartig, haben den Fehler einer gewissen Unempfindlichkeit in Folge nicht unbeträchtlicher Reibungen, welche z.B. Hartig für seinen Apparat auf etwa 12 Proc. angibt. Diese Reibungen sind dabei auch nicht einmal unveränderlich, sondern von verschiedenen Einflüssen – Schmiermittel, Zustand der Radzähne, Riemenspannung u.s.w. – abhängig, so daſs dieselben ein nicht unbeträchtliches Element der Unsicherheit in die Beobachtungen einführen, dem Instrumente eine gewisse Unempfindlichkeit verleihen, kurz – die Resultate wesentlich ungünstig beeinflussen. Dazu kommt, daſs bei dem Hartig'schen Kraftmesser die Benutzung sehr hoher Umdrehungszahlen, wie z.B. bei Dynamomaschinen vorhanden, der Verzahnungen wegen unthunlich erscheint.

Alle diese Umstände bewirken, daſs das Einschalt-Dynamometer noch lange nicht in dem Umfange in Anwendung steht, welchen es seiner Wichtigkeit wegen wohl verdienen würde; Bestrebungen auf Verbesserung desselben haben also noch ein dankbares Feld vor sich.

Das von Ganz und Comp. in Ofen gebaute Rotations-Dynamometer (Patent Donat Bánki) scheint in vieler Beziehung ein glücklicher Griff zu sein. Es arbeitet nur mit Riemenscheiben, wodurch sehr hohe Geschwindigkeiten |149| ohne Nachtheil anwendbar erscheinen, und die Nebenhindernisse haben auf die Ergebnisse fast keinen Einfluſs, so daſs die Diagramme keinerlei besonderer Correction bedürfen; endlich ist die Empfindlichkeit des Instrumentes eine verhältniſsmäſsig sehr groſse, da der Gewichtshebel desselben sich in Schneiden bewegt, während bei den üblichen Kraftmessern, z.B. dem Hartig'schen, dieser Hebel auf einer dicken Welle gelagert ist.

Fig. 1 Taf. 9 zeigt den Apparat in senkrechtem Durchschnitte. Derselbe besteht in einem Ständer A, in welchem die Achse B fest gelagert ist. Auf ihr drehen sich lose aufgesteckt die beiden Doppelriemscheiben I und II. Ueber diese Scheiben, und zwar über die beiden inneren Läufe derselben, ist unter Zuhilfenahme zweier Leitrollen H1 und H2 ein Riemen S1 S2 gelegt. Die beiden Leitrollen sind mit senkrechter Achse derart gegen I und II angeordnet, daſs die Mittellinien der vier Riemenstücke zu einander parallel laufen.

Das System der Leitrollen ist mit dem Hebelarme C um die Spitzen c leicht beweglich und die Achse G der Leitrollen in dem Kreuzkopfe D befestigt, der mittels des Schraubenbolzens E und mit der Mutter F verschoben werden kann, um dadurch den Uebertragsriemen anzuspannen oder zu lockern. Die Oelbüchse K sorgt für stetige Schmierung der Leitrollen, der Teller L nimmt das abflieſsende Oel auf.

Der Hebel C ruht mit allen daran hängenden Theilen auf der Schneide n des in m an den Arm b bezieh. Haken s aufgehängten Wagehebels M auf. Ein Gegengewicht Q im Punkte 0 des letzteren angreifend, wirkt an einem Hebelarme m0 und mit einer Uebersetzung dem Gewichte des Systemes entgegen, ist jedoch um etwas gröſser, als zum Ausbalanciren nothwendig wäre. Dieses Mehrgewicht nimmt die Feder y des Indicators J auf, mit welcher der Waghebel durch die Stange z im Punkte p verbunden ist. Mit dem Gegengewichte ist noch bei T der Kolben eines „Moderators“ verbunden.

Der Registrirapparat ist auf dem Ständer N befestigt. Der Papierstreifen wird von einer Walze V abgewickelt, zwischen den Walzen U1 und U2, welche mit den Schrauben x und x1 gegen einander gepreſst Werden, durchgezogen und auf eine zweite hinter der Walze V liegende nieder aufgewickelt; das Diagramm zeichnet der Indicatorbleistift, der in Fig. 1 Taf. 9 beiseite gedreht gezeichnet ist, auf die Walze U1 auf. Die Bewegung der Walze U2 erfolgt durch die Schnecke Z und eine Schraube, welch letztere durch eine der Schnurscheiben R ohne Uebersetzung von der Scheibe I oder II aus angetrieben wird. Der Rahmen P, in welchem die Walzen untergebracht sind, ist zur Walzenachse excentrisch im Ständer N gelagert, so daſs durch Verdrehen des Rahmens das Schneckenrad Z mit der Schraube r in oder auſser Eingriff gebracht Werden kann. Die Schneckenradachse dient gleichzeitig für den Umdrehungszähler |150| t, und zur Erleichterung der Rechnung hat das Schneckenrad 100 Zähne erhalten. Auſserdem ist fest an dem Ständer ein hier nicht gezeichneter Bleistift angeordnet, welcher während des langsamen Abwickelns des Papier Streifens auf letzteren die Nulllinie aufzeichnet.

Um die Wirkungsweise des Apparates zu verstehen, denke man sich die eine der Scheiben, z.B. I, von der Transmission aus in der Richtung von rechts nach links angetrieben. Die Drehbewegung dieser Scheibe überträgt der Riemen S1 S2 auf die Scheibe II, welche durch einen Riemen mit der zu messenden Arbeitsmaschine verbunden ist. Die Spannungen in den Riemenstücken, welche im Ruhezustande einander gleich sind, ändern sich während der Bewegung. Bei der Bewegung im Sinne der Pfeilrichtung sind die oberen Riemenstücke gespannt, die unteren hingegen schlaff.

Wenn die Führungsrollen keine Widerstände hätten, und das Umbiegen des Riemens keine Arbeit erfordern würde, müſste S1 = S1 ' und S2 = S2 ' sein. In der That ist aber S1 um etwas gröſser als S1 ' und S2 ' gröſser als S2.

Die Summe der Kräfte S1 und S1 ' wirken mit dem Momentenarme gleich dem Halbmesser der Riemenscheiben S = S1 (im Riemenmittel gemessen) auf die Verdrehung des Hebels C um dessen Drehachse c. Die Kräfte S2 und S2 ' wirken zwar mit gleichem Momentenarme, aber sie haben die Tendenz, den Hebel C in entgegengesetztem Sinne zu verdrehen.

Das resultirende Moment ist:

wo R den Halbmesser der Riemenscheiben bezeichnet.

Es läſst sich beweisen, daſs

wenn K die Umfangskraft der, die Arbeitsmaschine treibenden, Scheiben bedeutet. Diese wichtige Eigenschaft wird bei dem beschriebenen Dynamometer für die ganz genaue Messung der übertragenen Umfangskräfte benutzt.

Bei einer Uebertragung der Umfangskraft K1 wird ein Theil des Gegengewichtes Q frei und belastet die Feder J des Indicators mit einer Zugkraft von:

α ist eine durch die Uebersetzungsverhältnisse ein für allemal gegebene Constante. Die mit der Umfangskraft proportionalen Durchbiegungen der Feder zeichnet der Indicator auf dem vorbeigeführten Papierstreifen auf.

Bezeichnet man mit Z = S1 + S2 den Zug, welchen der Riemen auf die Achse B ausübt, mit u den Coefficienten des auf den Scheibenumfang reducirten Reibungs- und Riemensteifigkeitswiderstandes für die Scheiben I und II, mit u1 den gleichen Coefficienten für die Scheiben H1 |151| und H2, so ergibt sich für die auf Drehung des Hebelsystemes wirkende Kraft F, welcher die Federspannung proportional ist:

.

Für den Leergang ist K = o, also die Drehkraft

Für die Umfangskraft K aber findet sich

also

.

Da u12 stets ein sehr kleiner Bruch ist, so kann man also die Spannungen F1, welchen wieder die Ordinaten der Diagramme entsprechen, einfach den Umfangskräften proportional setzen; der Widerstand u hat auf dieselben gar keinen, der Widerstand u1 nur einen verschwindenden Einfluſs.

Beispielsweise findet sich für das Dynamometer Nr. I (vgl. Tabelle am Schlusse):

u 1
K
=
=
0,0153
0,999766 ,

für das Dynamometer Nr. V aber:

u 1
K
=
=
0,0722
0,9998572 . ,

was offenbar vom praktischen Standpunkte aus als absolut genau anzusehen ist.

Zu beachten ist, daſs nach jedesmaligem Spannen des Riemens ein Leergang-Diagramm genommen werden und der Nullbleistift von Neuem eingestellt werden muſs.

Die Bánki'schen Kraftmesser werden in 6 Gröſsen gebaut, über deren wesentlichste Verhältnisse nachstehende Tabelle Auskunft gibt

Nummer
des Dynamo-
meters
Breite des
Treibriemens
Durchmesser
der
Scheiben
Uebertragbare Pferdekräfte bei den Riemen-
geschwindigkeiten von
5m 10m 15m 20m 25m 30m
I 40 200 4 5 8
II 70 300 3 6 9 12 15 18
III 120 400 7 14 21 28 35 42
IV 180 500 10½ 21 32 42 53 63
V 250 600 17 34 51 68 85 102
VI 350 700 25 50 75 100 125 150
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