Pronyscher Zaum

Gegenstand und Zweck

Der Pronysche Zaum ist ein Gerät zur Messung von Drehmomenten an rotierenden Wellen. Er ist nach dem französischen Ingenieur Gaspard de Prony (1755–1839) benannt und wird auch Holzbremse oder Backenbremse genannt. Zusammen mit der Wasserwirbelbremse, der Wirbelstrombremse und der Generatorbremse gehört er zu den Bremsdynamometern.

Aufbau und Messprinzip

Im Wesentlichen besteht der Pronysche Zaum aus einem Hebel mit verstellbaren Bremsbacken an einem Ende und einer Waagschale am anderen Ende. Die Backen werden auf das Reibrad oder die rotierende Welle geklemmt. Gewichtsstücke in der Waagschale verhindern, dass sich der Zaum mitdreht.

Die Gewichtskraft wird so eingestellt, dass der Hebel waagerecht steht. Berührt der Hebelarm dabei die Anschläge nicht, entspricht das gemessene Drehmoment dem Produkt aus Gewichtskraft F und Hebellänge l. Der Abstand l wird zwischen der Mitte der Bremsbacken und dem Angriffspunkt der Gewichtskraft bestimmt:

M = l · F

Das von der Maschine erzeugte Drehmoment wird durch die Stellschrauben und damit durch den Druck der Bremsbacken auf die Welle eingestellt. Die Welle rotiert dabei mit gleichbleibender Geschwindigkeit.

Einsatz und Einschränkung

Da das Reibmoment naturgemäß nicht konstant ist, lässt sich der Pronysche Zaum nur schwer im Gleichgewicht halten. Deshalb bestimmt man mit ihm meist nur noch das Anfahrmoment von Elektromotoren. Dazu wird der Elektromotor bis fast zum Stillstand abgebremst.

Berechnung der mechanischen Leistung

Die mechanische Leistung P ist der Quotient aus der geleisteten Arbeit ΔW und der dafür benötigten Zeit Δt. Ist Δt die Dauer eines vollständigen Umlaufs, ergibt sich die Drehzahl zu n = 1/Δt. Die Arbeit ist das Produkt aus der Kraft F und dem zurückgelegten Weg, also dem Kreisumfang 2π · l.

Mit dem Drehmoment M folgt:

P = ΔW/Δt = 2π · M/Δt = 2π · M · n