DE2350323B2 - Einrichtung zum Messen von mechanischen Eigenschaften von Bitumenproben - Google Patents

Description

eigenschaften der Bitumenfabrbannen gewonnen werden können.

Ein Ausführungsbeispi'el der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt ein Scbaltschema der Einrichtung.

Ein Wagenrad 1 wird von einem Motor 7 angetrieben, an dessen Welle ein Tachometer 8 befestigt ist und eine den Umdrehungen des Motors entsprechende Spannung abgibt Diese Spannung bestimmt auch den Schlupfwert des Wagenrades 1 gegen die Probe 16, welche exzentrisch auf einer Drehscheibe befestigt ist, die über eine Übersetzung 17 von einem Motor 12 angetrieben wird, wobei die Motorumdrehungen in eine entsprechende Spannung in dem auf der gemeinsamen Welle befestigten Tachometer umgewandelt werden.

Der Zapfen des Wagenrades 1 ist in einer Hülse 2 eines Fühlen für die vertikale Kraft befestigt, mit welcher das Rad 1 auf die zu messende Probe gedrückt wird. Der Fühler 2 ist an einem Träger 4 befestigt, welcher am Ende mit einem Gewicht S belastet wird, mit dem die gewählte Andruckkraft bestimmt wird. Der Träger 4 ist über einen Fühler 3 der longkudinaien Kraft über ein Gelenk mit der festen Wand 25 verbunden.

Die Spannung für den Motor 7 wird über einen Relaisschalter 6, je nach den gewählten Meßzuständen eingeschaltet:

a) Im Zustand »Eingeschaltet - Ausgeschaltet«, d. h. wenn der Motor 7 im Ruhestand ist, wird mit dem Schalter 6 die Spannung so lange angeschlossen, bis die Spannung am Tachometer 8 den auf dem Potentiometer 9 eingestellten Wert erreicht. Eine weitere Einschaltung erfolgt erst dann, wenn die Spannung auf dem Tachometer 8 den Nullwert erreicht. Dieser Zyklus wird entweder in einer bestimmten Zeit oder /i-mal wiederholt, je nachdem, wie die Zahl der Messungen eingestellt wird:

b) Bei der Wahl eines Dauerzustandes, z. B. beim Abglätten der Proben und Ermitteln ihrer Lebensdauer, hält der Schalter 6 die Umdrehungen des Motors 7 auf einem Wert, bei welchem die Spannung am Tachometer 8 dem auf dem Potentiometer 9 eingestellten Wert entspricht, und zwar dadurch, daß bei der Drehzahlüberschreitung der Schalter 6 den Motor 7 ausschaltet und bei der gesenkten Drehzahl wieder einschaltet. Der Spannungsbereich des Potentiometers 9 ist derart gewählt, daß er einer Geschwindigkeit von 200km/Std. des Meßrades 1 gegenüber der Probe 16 entspricht.

c) Bei dem optimalen Zustand wird der maximale Wert der longitudinalen Zugkraft gesucht. Bei der Wahl dieses Zustandes wird die Drehzahl des Motors 7 mit dem Schalter 6 im System »Eingeschaltet - Ausgeschaltet« auf einem solchen Wert gehalten, daß die Ausgangsspannung aus dem Fühler 3 den Maximalwert erreicht. Der Maximalwert wird mit Hilfe eines analogen Registers 10 ermittelt, welches im Prinzip eine numerische Derivation durchführt. Beim Erreichen des Maximalwertes am Eingang liegt auf dem Ausgang eine Nullspannung. Wenn das Maximum überschritten wird, erscheint auf dem Ausgang eine negative Spannung und unterhalb des Maximums eine poi itive Ausgangsspannung. Die

positive Spannung schaltet den Motor 7 mit dem Schalter 6 ein und die negative Spannung aus. Die Spannung für den Motor 12 wird mit dem Re' laisschalter 11 mit drei Eingängen eingeschaltet, welcher drei weitere Meßzustände ermöglicht, und zwar:

a) Anpassung der Probenmessung an die tatsächliche Geländemessung. Diese Anpassung wird mittels des Schalters 11 durchgeführt, welcher die Spannung für den Motor 12 in der Weise ein- und ausschaltet, daß die Ausgangsspannung des analogen Registers 10 den Nullwert erreicht, d. h. es wird die Korrektion der longitudinalen Kraft durchgeführt und dadurch auch der Oberflächenreibungs-Koeffizient geändert. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung kann die Korrektion auch in der Weise durchgeführt werden, daß die Umdrehungen der Probe 16 proportional mit den Umdrehungen des Rades 1 geändert werden. Dieses wird dadurch gesichert, daß der Ausgang aus dem Tachometer 8 parallel zum Schalter 11 angeschlossen wirr* welcher mit dem System »Eingeschaltet - AiiSgescb iltet« die eingestellten Betriebswerte des Motors 12 und dadurch auch die Ausgangsspannung des Tachometers 13 proportional zur Spannung des Ta-'hometers 8 hält. Die Proportionalität wird aufgrund der Prüfungen mit einem veränderlichen Widerstand, welcher ein Bestandteil des Schalters 11 ist, eingestellt.

b) Der Zustand der DrehzahJeinstellung der gemessenen Probe 16 wird erreicht, wenn der Schalter 11 eine solche Drehzahl des Motors 12 hält, daß die Spannung des Tachometers 13 die gleiche Höhe wie die eingestellte Spannung des Potentiometers 15 erreicht. Bei Absenkung der Drehzahl wird die Spannung eingeschaltet und bei Überschreitung ausgeschaltet.

Die in Spannung transformierten Angaben aus dem Fühler für die vertikale Zugkraft, welche dur;h die Reaktion der Radverdrehung in der angezeigten Richtung entstehen, der Spannungswert für die vertikale Kraft, mit welcher das Rad 1 an die gemessene Probe 16 gedrückt wird, aus dem Fühler 2 gemeinsam mit der Spannung aus dem Tachometer 8, welche dem Schlupfwert proportional ist, werden alle Meßwerte an den elektronischen Block 18 angeschlossen, welcher:

a) sämtliche analogen Signale in eine numerische Form umwandelt und diese in gewählter Kodierung und angegebener Reihenfolge dem Lochstanzer 19 übergibt;

b) die Angaben abnimmt, diese für verschiedene eingeschaltete Schlupfwerte aufspeichert, die Durchschnittswerte errechnet und dieselben dem Lochstanzer übergibt, damit nach dem Umschreiben auf dem Fernschreiber die Meßresultate unmittelbar in Tafelform zusammengestellt werden können;

c) die Angaben aus der Tastatur 20 in die zugehörige Kodierung transportiert. Diese werden dann dem angeschlossenen Lochstanzer 19 übergeben und dadurch

d) die Wahl der Meßzyklenzahl ermöglicht.

Der Wert des Oberflächenreibungs-Koeffizienten ist auf einem Verhältnis-Instrument 21 angegeben, an welches die Ausgänge aus den Fühlern 3 und 2 parallel angeschlossen sind.

Das Anzeigeinstrument 22 ist parallel an den Füh-

ler i angeschlossen und zeigt den Wert der longitudinalen Kraft an. Das Meßinstrument 23 ist parallel an den Fühler 2 angeschlossen und zeigt den Wert der vertikalen Kraft an. Der Schlupfwert ist auf dem Meßinstrument 24 angezeigt, welches an den Ausgang des Tachometers 8 angeschlossen ist.

Die angezeigten Angaben der gemessenen Werte sind nicht nur für die Beobachtungen durch das Laboratoriumspersonal wichtig, sondern sie ermöglichen auch eine unmittelbare Auswertung im Gelände oder im Betrieb.

Die Einrichtung für die Messung der Bitumenproben kann auch im allgemeineren Sinne ausgenützt werden, z. B. auch in der Entwicklung, geeigneter Zusammenstellung und Konstruktion der Kraftwagenreifen, Wagenräder usw.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Messen von mechanischen Eigenschaften von Bitumenproben, die exzentrisch auf einer Drehscheibe befestigbar sind, nut einem von einem Motor angetriebenen, auf die Probe gedrückten Rad, an dessen Welle ein Tachometer befestigt ist, mit einem Fühler für die vertikale Kraft, mit welcher das Rad auf die Probe gedrückt wird, und mit einer Meßwert-Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe (14) von einem weiteren Motor (12) antreibbar ist und auf der Antriebswelle der Drehscheibe (14) ein weiteres Tachometer (13) befestigt ist, daß ein Fühler (3) für die longitudinale Kraft zusammen mit dem Fühler (2) für die vertikale Kraft an einem Träger (4) montiert ist, an dessen Ende ein die Andruckkraft bestimmendes Gewicht (5) befestigt ist, und daß die Span- nungen fir die beiden Motoren (7; 12) jeweils über einen Relaisschalter (6; Jl) eingeschaltet werden, von denen jeder aufgrund des Erreichens vorbestimmter Meßwerte betätigt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoges Register (10) vorgesehen ist, welches bei dem Maximalwert der Spannung aus dem Fühler (3) für die longitudinal Kraft eine Nullspannung abgibt und welches an

je einem Eingang der beiden Relaisschalter (6; 11) angeschlossen ist.

3. Einrichiang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß de/ Relaisschalter (11) für den weiteren Motor (12) der Drehscheibe (14) mit weiteren drei nebeneinander geschalteten Ein- i> gangen ausgerüstet ist, von denen der zweite Eingang an den Ausgang eines Potentiometers (15) zum Einstellen der Spannung für eine konstante Drehzahl des weiteren Motors (12) angeschlossen ist, der dritte Eingang an den Ausgang des Tacho- -to meters (8) angeschlossen ist und der vierte Eingang, welcher mit dem Ausgang des weiteren Tachometers (13) verbunden ist, eine regelbare Rückkopplung bildet, die es dem Schalter ill) ermöglicht, die Umdrehungen der Probe (16) so v> einzustellen, daß dieselben dem auf dem Potentiometer (15) eingestellten Wert oder der Nullspannung auf dem analogen Register (10) oder der Spannung des Tachometers (8), je nach der Wahl des Meßregimes, entsprechen. w

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Block (18) für die Überführung der analogen Werte aus den Fühlern (3; 2) und aus dem Tachometer sowie der von der Bedienung eingestellten Ergänzungen- v> gaben auf einer Tastatur (20) in eine numerische Form, vorgesehen ist, der die numerischen Werte an einen Lochstanzer (19) zum Aufstanzen der longitudinalen Kraft, der vertikalen Kraft, des Schlupfwertes und der Ergänzungangabe über- «o gibt, und daß die Ausgänge der Fühler (3; 2) parallel an ein Verhältnis-Meßinstrumt (21) zur Anzeige des Oberflächenreibungs-Koeffizienten angeschlossen sind.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen von mechanischen Eigenschaften von Bitumenproben, die exzentrisch auf einer Drehscheibe befestigbar sind, mit einem von einem Motor angetriebenen, auf die Probe gedrückten Rad, an dessen Welle ein Tachometer befestigt ist, mit einem Fühler für die vertikale Kraft, mit welcher das Rad auf die Probe gedrückt wird, und mit einer Meßwert-Anzeigeeinrichtung,

Die bekannten Einrichtugnen zum Messen von Bitumenproben der eingangs genannten Art bestehen aus einem von einem Motor angetriebenen auf die Probe gedrückten Rad, an dessen Welle ein Tachometer befestigt ist und die einen Fühler für die vertikale Kraft besitzt, mit welcher das Rad auf die Probe gedrückt wird, und bei der die Meßwerte auf einer Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, sind bekannt (DE-AS 1902773).

Eine solche Einrichtung weist den Nachteil auf, daß die festgestellten Werte nur ungenau abgelesen werden können und in einer Tabelle zusammengestellt werden müssen, aus weicher sie dann mahueli in eine geeignete numerische Form zum Auswerten in einen Rechenautomaten überführt werden müssen.

Die Vorbereitung dieser Daten ist umständlich und erlaubt es nicht, die Durchführung einer größeren Anzahl von Messungen vorzunehmen. Ein weiterer Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß sie keine automatische Verdrehungsanpassung der Proben ermöglicht, wodurch erst die Meßresultate am besten den tatsächlichen, auf der Fahrbahn gemessenen Werten entsprechen wurden. Deshalb können auch die bisher bekannten Einrichtungen nicht außerhalb der Laboratorien direkt im Betrieb verwendet werden, da die Errechnung des Oberflächen-Reibungskoeffizienten mit großem Arbeitsaufwand nach komplizierten Beziehungen erfolgen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Einrichtung derart auszubilden, daß die Meßresultate möglichst genau dsn tatsächlichen, auf der Fahrbahn gemessenen Werten entsprechen, wobei möglichst viele variable Untersuchungsbedingungen herstellbar sein sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehscheibe von einem weiteren Motor antreibbar ist und auf der Antriebswelle der Drehscheibe ein weiteres Tachometer befestigt ist. Weiter ist ein Fühler für die longitudinal Kraft zusammen mit dem Fühler für die vertikale Kraft an einem Träger montiert, an dessen Ende ein die Andruckkraft bestimmendes Gewicht befestigt ist, und daß die Spannungen für die beiden Motoren jeweils über einen Relaisschalter eingeschaltet werden, von denen jeder aufgrund des Erreichens vorbestimmter Meßwerte betätigt wird.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, daß sie den Koeffizienten der Oberflächenreibung automatisch anzeigt, was unmittelbar für den Betrieb und in der Bitumenoberflächenherstellung ausgenützt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung eine völlig mechanisierte Messung der vertikalen und longitudinalen Kraft bei verschiedenen Schlupfwerten und eine automatische Umsetzung der gemessenen Angabe auf einen Lochstreifen in eine Form, welche für die Bearbeitung in einem Rechenautomat geeignet ist, die Zahl der Messungen bedeutend zu erhöhen, wodurch neue Erkenntnisse für die Konstruktion und Oberflächen-