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Vorrichtung zur fortlaufenden oder unterbrochenen Messung und Aufzeichnung
von Dehnungs-, Biegungs- und Beschleunigungsschwingungen Gegenstand der Erfindung
ist eine neue Vorrichtung zur fortlaufenden oder unterbrochenen Messung und Aufzeichnung
von Dehnungs-, Biegungs- und Beschleunigungsschwingungen oder schnell veränderlichen
Längenänderungen von kleinster Größenordnung.
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Zur Messung und Aufzeichnung solcher Längenänderungen hat man schon,
um scharfe Diagramme zu erhalten, die einer vielfachen Vergrößerung fähig sind,
ohne unscharfe Bilder zu ergeben, die Verwendung von Ritz-;liagrammen vorgeschlagen,
wobei die Schreibfläche aus hartem Material, z. B. Glas, besteht und der Schreibstift
ebenfalls aus hartem Material, z. B. Diamant.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, den Schreibstift mit dem einen Meßpunkt
in der Verschiebungs- oder Schwingungsrichtung z. B. durch Schneide zu verbinden.
Bei Torsionsindikatoren dieser Art hat man insbesondere vorgeschlagen, zwei Schreibstifte
zu verwenden, von denen der eine mit dem einen, der andere mit dem zweiten Meßpunkt
verbunden ist, während die Schreibfläche aus Glas unabhängig von den Meßpunkten
quer zur Schwingungs- oder Verschiebungsrichtung verschieblich angeordnet ist.
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Diese Ausbildung eines Meßinstruments mit drei zueinander beweglichen
Teilen, nämlich zwei beweglichen Schreibstiften und einer quer zu ihnen verschieblichen
Aufzeichnungsfläche, ist technisch kompliziert und führt zu Fehlerquellen, die die
Exaktheit des aufzuzeichnenden Mikrodiagramms stark herabsetzen.
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Das Wesen des mit harter Schreibspitze und harter Schreibfläche arbeitenden
Meßinstruments nach der Erfindung besteht darin, daß die quer zur Schwingungsrichtung
kontinuierlich oder unterbrochen angetriebene harte Schreibfläche selbst oder ihre
Führung unmittelbar mit dem einen Meßpunkt in der Schwingungsrichtung starr z. B.
durch Schneide verbunden wird.
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Es wird dadurch erreicht, daß das Meßinstrument nur zwei relativ zueinander
um die Amplitude der zu messenden Schwingungen bewegliche Glieder, nämlich die harte
Schreibfläche und den harten Schreibstift, aufweist, so daß die fortlaufende Aufzeichnung
exakter Mikrodiagramme kleiner, schnell verlaufender Schwingungen, die auch bei
3ö- und auch zoo- und noch mehrfacher Vergrößerung scharfe Diagrammbilder ergeben,
ermöglicht wird.
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Zur Sichtbarmachung des so aufgezeichneten Mikrodiagramms kann dabei
die mikroskopische Beobachtung im auffallenden Licht oder mit Dunkelfeldbeleuchtung
erfolgen. Im auffallenden Licht erscheinen bei der Betrachtung der Ritzdiagramme
bei sehr starker Vergrößerung drei Linien, von denen die beiden äußeren die Begrenzung
der Ritzfurchen, die mittlere den Weg der eigentlichen Spitze darstellt. Dabei sind
diese
Linien so fein, daß sie bei sehr starker Vergrößerung noch
eine sehr sichere Messung auch sehr kleiner Längenänderungen mit großer Genauigkeit
gestatten. Die unmittelbare Verbindung des Schreibstifts mit dem einen, der Schreibfläche
oder ihrer Führung mit dem anderen Meßpunkt .gestattet dabei, daß die Längenänderungen
praktisch brauchbarer Meßlängen mit großer Genauigkeit ohne Hebelübersetzung des
Instruments selbst aufgezeichnet werden können. Es fallen also Zwischenglieder,
deren Trägheitswirkung bei den schnell aufzuzeichnenden Schwingungen ein Verzerren
ausüben würden, vollkommen weg.
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Als weiterer Vorteil tritt ein, daß mit den Zwischengliedern auch
die besonderen empfindlichen Lagerungen in Wegfall kommen, und daß infolgedessen
die Schneide für die Schreibspitze einerseits, die Meßflächen andererseits, welche
eine bestimmte Meßlänge begrenzen, mit nahezu beliebig hohem Druck auf das Meßobjekt
aufgedrückt werden können, was eine Veränderung der Schneidenlage und die damit
verbundenen Fehler ausschließt. Auch für die Messung von Druck-und Kraftschwingungen
treten bei Verwendung einer Vorrichtung nach der Erfindung, die sehr starke optische
Vergrößerungen anzuwenden zuläßt, besondere meßtecbnische Vorzüge auf.
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Die Meßfedern oder Meßplatten können sehr steif gemacht werden, so
daß die Eigenschwingung des Instruments sehr hoch wird, was ja Voraussetzung für
eine exakte Messung von Schwingungen hoher Frequenz ist.
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Als Schreibfläche kann sowohl die Oberfläche einer sich verschiebenden
ebenen Platte, einer sich drehenden Scheibe oder eines sich drehenden Zylinders
verwendet werden.
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In den Abb. i bis a sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Schwingungen, die
durch Spannungsänderung an einem Träger hervorgerufen werden. An den Träger i sind
in gewissem Abstand der Meßlänge zwei Schneiden 2 und 3 angepreßt. Mit der einen
ist mittels einer Stange die Schreibnadel .4 (Diamantspitze) verbunden, mit der
anderen die aus einem Glasplättchen bestehende Schreibflache 5, die in diesem Ausführungsbeispiel
in dein seitlich verschiebbaren Schlitten 6 befestigt ist. Die unter dein Einfluß
der Spannungen sich ergebende Veränderung der Meßfänge wird unmittelbar von der
Diamantspitze auf die Glasfläche aufgezeichnet. Diese Vorrichtung ist vielseitig
verwendbar, besonders dort, wo es sich um rasch verlaufende Spannungsänderungen
handelt, z. B. in Bauwerken, Brücken, Maschinen jeder Art, Schiffen und Flugzeugen.
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Abb. z zeigt eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Biegungsschwingungen
zur Bestimmung von Flüssigkeits- oder Gasdrücken.
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Hier wird die unter dem Drucke einer Flüssigkeit sich ergebende Durchbiegung
der Membran 7 auf das im seitlich verschiebbaren Schlitten S eingespannte Plättchen
aufgezeichnet. Auf diese oder ähnliche Art können die in den verschiedensten Apparaten
und Maschinen herrschenden Drücke gemessen werden, z. B. Drücke in Rohrleitungen,
in den Wandungen von Schiften, Flugbooten und Zylindern von Kraft- und Arbeitsmaschinen.
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Die Vorrichtung nach Abb.3 dient dem Zweck, aus dem aufgezeichneten
Schwingungsverlauf die Größe der an einem Maschinen- oder Bandteil angreifenden
Kraft zu bestimmen. Dies wird dadurch erreicht, daß eine Feder g in den Verlauf
der zu messenden Kraft geschaltet und die Durchbiegung dieser Feder aufgezeichnet
wird. Derartige Aufzeichnungsvorrichtungen können zu den verschiedensten Zwecken
in der gesamten Technik angewandt werden, beispielsweise zur Messung von Belastungen,
Widerständen, Schub- und Zugkräften, Stößen usw.
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Abb. q. bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Beschleunigungsschwingungen,
bei der die Formänderung einer Feder io, die mit einer unter Wirkung der Zentrifugalbeschleunigung
stehenden Masse i i belastet ist, gemessen wird. Die Führung 12 der Masse i i ist
mit der Welle 13 starr verbunden.