Titel: | Beschreibung eines totalisirenden Dynamometers, womit die zur Bewegung von Wagen, Pflügen etc. angewandten Kräfte genau gemessen werden können. Von den HHrn. Martin und Reymondon. |
Fundstelle: | Band 88, Jahrgang 1843, Nr. II., S. 5 |
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II.
Beschreibung eines totalisirenden Dynamometers,
womit die zur Bewegung von Wagen, Pfluͤgen etc. angewandten Kraͤfte genau
gemessen werden koͤnnen. Von den HHrn. Martin und Reymondon.
Aus dem Bulletin de la Société
d'Encouragement. Jan. 1843, S. 8.
Mit Abbildungen auf Tab.
I.
Martin's und Reymondon's totalisirenden Dynamometer.
Wir haben früher (polytechnisches Journal, erstes Januarheft 1843, S. 1) die
Beschreibung eines dynamometrischen Apparates mitgetheilt, welcher die Intensität
und Dauer der Drukkräfte, die den angewandten Triebkräften beim Fortziehen in
gerader Linie entsprechen, auf einem Papierstreifen aufzeichnet, der sich mittelst
eines Chronometers gleichmäßig fortbewegt. Dasselbe Instrument ist auch noch mit
einem totalisirenden Apparat versehen, welcher sich auf diesen Chronometer gründet.
Die Angaben des totalisirenden Apparates sind nach genauen Versuchen, welche die Société d'Encouragement mit diesem
Instrumente anstellen ließ, für die Landwirthschaft hinreichend genau.
Die Erfinder dieses Instruments hätten auch für einen zweiten Dynamometer den von der
Gesellschaft ausgeschriebenen zweiten Preis erhalten, wenn es ihnen früher möglich
gewesen wäre, denselben für 300 Fr. zu liefern (Bedingung des Programmes). Lezterer
totalisirende Dynamometer ist es, dessen BeschreibungMit Hülfe der Beschreibung des früher mitgetheilten Dynamometers wird dadurch
die Construction des Instruments hinreichend deutlich.A. d. R. hier folgen soll:
Fig. 1
verticaler Durchschnitt des Instrumentes nach der Linie AB, Fig.
2.
Fig. 2 der
Dynamometer in seiner Umhüllung, von Oben gesehen.
Fig. 3
verticaler Durchschnitt nach der Linie CD, Fig. 2.
Fig. 4
horizontale Projection des Instrumentes, wenn die erste Platte weggenommen ist.
Fig. 5
ähnliche Projection, wenn die zwei Platten entfernt sind.
Fig. 6
horizontaler Durchschnitt der Federverbindung durch Messerschneiden an den Enden der
Federn.
Fig. 7 die
Federn im Aufriß.
Dieselben Buchstaben bezeichnen in allen Ansichten dieselben Gegenstände.
A, A Stük von Eisen, welches sich bei A' mit einem Ringe endigt, mittelst dessen das
Instrument an den Widerstand leistenden Körper befestigt wird. Auf diesem Stüke ist
inwendig die Büchse C, C befestigt, welche die Mitte der
Feder F umgibt. Die Feder F
ist außerdem noch durch eine kleine Schraube festgehalten, welche man im Grundriß
sehen kann.
D, D bewegliche Büchse, welche die Mitte der Feder F umgibt und an ihrem Ende einen Haken trägt, der zum
Anspannen dient.
B, B Obertheil des Gestelles, welches die feste Büchse
hält und die Bewegung der beweglichen Büchse in Schranken hält.
E, E Führungswalzen, welche die bewegliche Büchse mit
ihrem Stiele in der gehörigen Richtung erhalten und so wenig Reibung als möglich
verursachen.
G Räderwerk des Dynamometers. H Scheibe, welche sich dreht. I verticales
Rädchen, oder drehende Scheibe, deren Umfang in 100 Theile getheilt ist. J großes totalisirendes Zifferblatt.
K Eingriff, welcher, indem er mit dem Aufhälter L in Berührung kommt, das Rädchen I aufhebt, es von der drehenden Scheibe trennt und die Bewegung des
Chronometers einhält, selbst dann, wenn die bewegende Kraft noch fortwirken
würde.
M, Fig. 2 und 3, Aufhälter, welcher dem
Chronometer und dem Rädchen die Bewegung wieder gibt. N
Secundenzifferblatt. O Secundenzeiger. P Minutenzifferblatt. R,
Fig. 3,
Federhaus des Chronometers. S Räderwerk.
X Windflügel mit flachen Flügeln und zwei Armen, welche
mit einem Schraubengewinde versehen sind. Diese Arme tragen zwei kleine Gewichte, in
denen sich Schraubenmuttern befinden, und welche man der Achse des Windflügels
nähert oder sie entfernt, um den Chronometer zu reguliren.
U, Fig. 4, Secundenrad, auf
dessen Achse die Nabe der drehenden Scheibe aufgestekt ist, welche dann bloß durch
die Reibung genöthigt ist, die Bewegung des Secundenrades mitzumachen. b, b, in Fig. 6 und 7, sind kleine Schrauben,
welche die Messerschneiden an den Enden der Federn in ihren Pfannen a, a zurükhalten.
Bemerkungen über dieses Instrument.
Die Anwendung von Messerschneiden statt Zapfen hat die Empfindlichkeit der Federn so
vermehrt, daß die Zugabe eines Kilogrammes auf 100 Kilogramme, welche vertical an
dem Zughaken der Federn des oben beschriebenen Instrumentes angehängt waren, eine
merkliche Biegung hervorbrachte, was vor Anwendung der Messerschneiden nicht der
Fall war.
Um dieses Instrument zu brauchen, sezt man mit Hülfe des Aufhälters L den Chronometer und den totalisirenden Apparat in
Ruhe. Man zieht die Feder des Chronometers auf, befestigt den Ring A' an den Widerstand leistenden Gegenstand und den
Zughaken an den Motor. Dann sezt man das Ganze in Bewegung, läßt aber den
Chronometer und den totalisirenden Apparat mit Hülfe der Aufhälter erst dann in
Thätigkeit kommen, wenn die Bewegung regelmäßig geworden ist, und benimmt sie ihnen
wieder, wenn man die Operation unterbrechen will.
Dann sieht man auf dem Minutenzifferblatt P und auf dem
Secundenzifferblatt U die genaue Zeit, während welcher
die Operation gedauert hat. Eben so sieht man auf dem Zifferblatt J die Anzahl der Umdrehungen, welche das Rädchen gemacht
hat und den Bruchtheil der lezten Umdrehung (wenn dieselbe nicht vollendet wurde)
auf dem Rädchen selbst, dessen Umfang zu diesem Zwek in 100 Theile getheilt ist, und
dessen Berührungspunkt mit der drehenden Scheibe am Anfange der Operation seinem
Nullpunkte entsprechen muß.
Das Zifferblatt J kann 100,000 Umdrehungen des Rädchens
anzeigen mit Hülfe einer endlosen Schraube, welche sich auf der Achse des Rädchens befindet und in
zwei verzahnte Räder eingreift, wovon das eine in 100, das andere in 101 Theile
getheilt ist. Die Naben dieser Räder tragen beide einen Zeiger, welche man am
Anfange jeder Operation auf den Nullpunkt der Zifferblätter einstellt.
Die Theilstriche, welche der Zeiger auf dem ersten Zifferblatte angibt, zeigen die
Umdrehungen des Rädchens bis zu 100 an; die Anzahl der Theilstriche, um welche die
zwei Zeiger nach vollendeter Operation sich von einander entfernt haben, zeigt die
Anzahl von je 100 erfolgten Umdrehungen des Rädchens an. Die Bruchtheile endlich der
lezten Umdrehung des Rädchens finden sich auf seinem Umfange angezeigt, welcher in
100 Theile getheilt ist, wovon der Nullpunkt am Anfang der Operation mit der
drehenden Scheibe in Berührung ist.
Um von diesen Angaben die Summe der Drukkräfte abzuleiten, muß man die
Geschwindigkeit der drehenden Scheibe kennen, so wie die Biegung der Federn, welche
einer gewissen Anzahl von Kilogrammen entspricht. Es sey diese Biegung 10 Millimeter
für 100 Kilogramme und der Durchmesser des Rädchens so, daß es eine ganze Drehung um
seine Achse macht, während es auf der drehenden Scheibe einen Kreis von 10
Millimeter Radius in einem Zeitraum von 120 Secunden durchläuft. Nehmen wir nun an,
daß die Intensität des Drukes gleich ist dem Producte des Drukes mit der Zeit
während welcher er wirkte, so wird die Intensität gleich seyn 100 Kilog. 120
Secunden = 12000.
Es sey die Drukkraft = 200 Kilog., so wird der Radius des Kreises, welchen das
Rädchen auf der drehenden Scheibe beschreibt, so wie der Umfang dieses Kreises das
Doppelte von dem in der vorhergehenden Voraussezung seyn, und die Umdrehung des
Rädchens würde in 60 Secunden stattfinden. Die Intensität des Druks würde 200
Kilogr. × 60 Secunden seyn, gerade so groß als diejenige, welche vorher
gefunden wurde.
So kann man von den Umdrehungen des Rädchens am Dynamometer die
Gesammt-Intensität (l'intensité totale,
daher der Name totalisirender Dynamometer) des Drukes ableiten. Um diese Intensität
mit derjenigen der lebendigen Kräfte, welche sie hervorgebracht haben, vergleichen
zu können, nimmt man eine neue Maaßeinheit an.
Die Maaßeinheit für dynamische Kräfte ist 1000 Kilogramme 1 Meter hoch in der Secunde
gehoben; diejenige für Drukkräfte würde seyn 1000 Kilogr. während einer Secunde
schwebend gehalten. Die Biegung der Federn, welche durch vertical angehängte
Gewichte justirt sind, kann nur Druk- oder statische Einheiten geben.
Nach dem Grundsaze, welcher eben aufgestellt wurde, erhält man, indem man die Anzahl der
Umdrehungen des Rädchens mit 12000 multiplicirt und mit 1000 Kilogr. dividirt, die
Total-Intensität des Drukes, d.h. die Anzahl statischer Einheiten, welche ihm
entsprechen; und indem man diese Anzahl durch die Zahl der Secunden, während welcher
der Versuch gedauert hat, dividirt, erhält man die mittlere Stärke des Drukes in
statischen Einheiten für jede Secunde.
Obgleich man bei dem jezigen Stande der Wissenschaft von einer gegebenen Anzahl
statischer Einheiten die Anzahl dynamischer Einheiten, welche sie hervorgebracht
haben, nicht ableiten kann, weil ersteren ein Element fehlt, welches lezteren
wesentlich ist, nämlich der von der Kraft in ihrer Richtung durchlaufene Raum, so
scheinen doch diese Quantitäten unter übrigens gleichen Umständen einander
proportional seyn zu müssen. Man hat also in dieser Voraussezung das Mittel, die
Widerstände verschiedener Maschinen unter sich zu vergleichen, besonders solcher,
welche die nämlichen Bedingungen zu erfüllen haben, wie Pflüge, Wagen etc.
Das Problem wird erst dann vollständig gelöst seyn, wenn man einmal durch Versuche
das genaue Verhältniß zwischen statischen und dynamischen Einheiten unter allen
Umständen ausgemittelt hat. Uebrigens muß man zugeben, daß schon ein bedeutender
Schritt gemacht wurde.
Lambel.