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Zur Ausführung von Schweremessungen sind Drehwaagen nach Eotvös Xbekanntgeworden, bei welchen an einem frei schwingenden Balken Massen in verschiedener Höhe angebracht sind. Die Unreelmässigkeiten der Homogenität der rings um denAufstellungsort (Station) der Waage verteilten Massen (Gestein, Erzlager) wirken auf die mit dem Waagebalken in Verbindung stehenden Massen verschieden ein und verursachen Schwankungen des Balkens. An ein und demselben Punkte werden mit verschieden
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Auskunft geben. Wiederholt man diese Messungen in verschiedenen Stationen, so kann der Ort dieses Anziehungszentrums festgestellt werden.
Zur Ausführung solcher Messungen sind Waagen bekannt geworden, bei welchen das Messsystem nacheinander selbsttätig verschiedene Stellungen annimmt und auch andere, bei welchen eine ständige Drehung des Waagebalkens um seinen Aufhängpunkt durch mechanische oder elektrische Mittel veranlasst wird. Bei allen Messungen spielt aber der sogenannte Lokaleffekt eine bedeutende Rolle. Die Messungen sind durch die Unebenheiten des Geländes und besonders durch die Unregelmässigkeiten der nächsten Umgebung der Station stark beeinflusst. Dieser Lokaleffekt reicht in einen Umkreis von 20 bis 30 m von der Station und nimmt mit zunehmender Höhe des Waagebalkens über dem Boden ab.
Die Beseitigung der Faktoren, welche die Berechnung der Ergebnisse einer jeden Station beeinflussen, konnte bisher nicht sofort geschehen, und es kam vielfach vor, dass erst gegen den Schluss der mehrere Tage Zeit in Anspruch nehmenden Ausrechnung der Stationsergebnisse eingesehen wurde, dass der Lokaleffekt abnormal gross und so das Ergebnis der Messung in das ganze System nicht einverleibt werden könne.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Fussteil für eine Drehwaage nach Eotvös, welcher gestattet, an Hand der Messungsergebnisse einer Station sofort zu erkennen, ob eine Messung infolge eines abnormalen grossen Lokaleffektes nicht verwendet werden kann. Die Grösse dieses Lokaleffektes kann auch rechnerisch bestimmt und gegebenenfalls beseitigt werden, so dass die Messungen, welche je Station infolge der Unwirtlichkeit der Gegenden, in welchen sie gewöhnlich vorgenommen werden, sehr hoch zu stehen kommen und bis jetzt ergebnislos verliefen, doch noch bewertet werden können.
Es wird in der Weise vorgegangen, dass man mit einem und demselben Messsystem am gleichen Ort (Station) Messungen in verschiedenen Höhen vornimmt, die gegenseitig 2 bis 3 dm Höhenunterschied aufweisen können und genügende Angaben liefern, um die Wirkung des Lokaleffektes festzustellen. Liegen nun von einer Station Messungen vor, die in verschiedenen Höhen des Messsystems gemacht worden sind, und sind die Ergebnisse dieser Messungen verschieden, so liegt der Grund dieser Unterschiede in den verschiedenen Wirkungen des Lokaleffektes bei verschiedener Höhenlage des Waagebalkens. Dieser Lokaleffekt kann dann rechnerisch festgestellt und ausgemerzt werden.
Zur Ermöglichung von Messungen in verschiedenen Höhenlagen wird gemäss der Erfindung der Träger des Messsystems im Fussteil verschieden hoch gestellt, insbesondere sind Mittel vorgesehen, die eine selbsttätige Höhenverstellung bewirken.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es sind nur jene Teile gezeigt, die zur Höhenverstellung des Waagebalkens notwendig sind. Der Waagebalken selbst, seine Aufhängung und die Einrichtung zur Verzeichnung der Messergebnisse sowie der Antrieb der Waage sind weggelassen. Fig. 1. und la bilden zusammen einen Schnitt durch die Mittelachse eines
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Trägers des Messsystems. Fig. 2 bis 4 sind Schnitte nach den Linien lI-Il, III-III und IV-IV der Fig. 1. Fig. 5 und 6 sind teilweise Schnitte nach den Linien V-V und VI-VI der Fig. 2.
Die Drehwaage ist auf einer Platte 1 festgestellt, welche sich frei um die Achse des Säulen-
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platte 2 eines im Säulenständer steckenden Zapfens ist ein Kugellager 8 vorgesehen, während zwei andere Kugellager 4 für die Lagerung in lotrechtem Sinne dienen. Der Zapfen der Kopfplatte 2 ist auf einem Teil seiner Länge mit Gewinde versehen und kann in einer Mutter 6 sich drehen, welche am Ende eines rohrförmigen Kolbens 7 befestigt ist. Der Kolben bewegt sich in einem Zylinder 8, der auf einem als Behälter ausgebildeten Fusse 9 aufgeschraubt ist. Der Zylinder weist an seinem unteren Teile eine seitliche Kammer. M auf, in welcher die Zahnräder 11 und 12 einer durch ein Handrad 13 zu betätigenden Ölpumpe untergebracht sind.
Die Kammer ist mit dem Behalter im Fuss 9 durch einen Kanal 14 (Fig. 2 und 6) verbunden. Durch Betätigung der Pumpe wird Öl vom Behälter im Fuss 9 unter den Kolben 7 gedrückt und damit dieser mit der eigentlichen Waage gehoben. Eine unter der Wirkung einer
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fluss des Öles von dem Zylinder in die Pumpe und damit ein ungewolltes Senken des Kolbens und der Waage.
Ist der Kolben 7 so hoch gedrückt, dass die Öffnung 19 (s. Fig. la und 4), welche vermittels eines Kanals 45 mit dem Behälter im Fusse 9 verbunden ist, freigegeben ist, so fliesst weiteres von der Pumpe gefördertes Öl in den Behälter zurück und der Kolben 7 wird nicht weiter gehoben, also nicht aus dem Zylinder 8 gestossen werden.
Ist die Waage arbeitsbereit, so gibt man ein nicht dargestelltes Uhrwerk frei und veranlasst so die Drehung der Platte 1. Die Platte 1 dreht sich langsam in der Richtung des Pfeiles X (Fig. 3).
Die Platte 1 trägt eine starr an ihrem Umfange befestigte, nach abwärts gerichtete Stange 27, welche bei jeder vollständigen Drehung der Platte das abgeschrägte Ende eines Schiebers 28 treffen muss. Dieser Schieber ist in einem mit dem Zylinder 8 verschraubten Halter verschiebbar gelagert, u. zw. über einer Platte 32 in der Richtung von deren senkrecht zur Haube verlaufenden Durchmesser
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gezeigte Stellung des Schiebers wird durch eine Feder 30' (Fig. la) gesichert. In dieser Stellung hat der Anschlag 30 einen (31) von vier auf der Platte 32 um 900 auseinanderstehenden Stiften 31, 31a, 31b, 31e gefasst.
Die Scheibe 82 ist mittels eines Sehraubstiftes im oberen Ende einer Steuerwelle 33 gelagert und steht durch eine auf ihrer Unterseite gelagerte Schaltklinke mit einem auf dem Wellenende festsitzenden Schaltrad in Verbindung. Die Welle 33 ist noch in einem Halter gelagert, an welchem das Ende einer Drehungsfeder 34 befestigt ist, deren anderes Ende an einem fest auf der Welle 33 sitzenden Handrad 35 befestigt ist. Nun wird jedesmal, wenn die Platte 1 in ihre oberste Lage gehoben wird, das Rad 35 samt der Welle um einige Umdrehungen gedreht und die Feder 34 so weit gespannt, dass beim Loslassen des Rades die Welle mit Sicherheit wenigstens um eine ganze Umdrehung sich zurückdrehen würde, wenn sie nicht durch den Stift 31 aufgehalten würde, welcher in den Anschlag 30 eingefallen ist.
Durch die fortgesetzte Drehung der Stange 27 aber wird der Schieber 28 mit dem Anschlag 30 so weit zurückgeschoben, dass der Stift 31 frei wird und durch den zwischen den beiden Anschlägen belassenen Zwischenraum hindurehschlüpft. In dieser Schieberstellung aber ist der Anschlag 29 in den Weg der vier Stifte getreten, so dass die Scheibe 32 nur eine Vierteldrehung ausführen kann, weil dann der Stift 31 a am Anschlage 29 zum Anliegen gekommen ist. Hat aber die Stange 27 den Schieber 28 wieder verlassen, so wird dieser von der Feder 30'in seine frühere Stellung gebracht und der Stift 31 a gleitet vom Anschlag 29 in den Anschlag 30 hinein. Dieser Vorgang wird sich für jede ganze Umdrehung der Platte 1 wiederholen, so dass dabei jedesmal die Welle 33 nur eine Vierteldrehung ausführt.
Die Welle 33 trägt drei Nocken 36,37 und 38, welche durch Nasen 39, 41 und 43 Steuerschieber 40,42 und 44 beeinflussen, welche unter dem Einfluss von Federn 46,47 und 48 stehen. Die Drehung der Welle 33 ist jeweilen durch einen der Stifte 31, 31a, 31b und 31e begrenzt. Die Form und die gegenseitige Lage der Nocken 36,37 und 38 sind so gewählt, dass bei der ersten Drehung der Welle 33 nur die Nocke 36 den Schieber 40 freigibt, so dass er sich unter der Wirkung der Feder 48 verschiebt und das Innere des Zylinders S mit dem Behälter im Fusse 9 durch die Öffnung 27 sowie die Kanäle 22 und 45 in Verbindung setzt. Das Öl geht zum Behälter zurück und der Kolben 7 geht mit der Platte 1 und der Waage bis in die in Stellung nach Fig. 1 hinunter.
Die Öffnung 21 wird so bemessen, dass die Abwärtsbewegung des ganzen Messsystems langsam genug geschieht, um nicht Schwingungen der aufgehängten Massen hervorzurufen, also ohne irgendwelche Bewegung zu verursachen, welche geeignet wären, die Beobachtungen zu stören.
Von dem Augenblick an, wo die Öffnung 21 freigegeben wird bis zu dem Augenblick, wo der freie Querschnitt der Öffnung klein genug geworden ist, um das Ausfliessen des Oles zu unterbrechen, vergeht
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dass das Absenken des Kolbens mit einer ganz bestimmten Geschwindigkeit vor sich geht. Ist die Abwärtsbewegung abgestellt, so dreht sich die Platte 1 weiter und die Stange 27 gibt den Riegel 28 frei. Letzterer nimmt wieder seine Anfangsstellung unter der Wirkung der Feder 30' ein. Der Anschlag 29 gibt den Platz für den Anschlag 30 frei und gegen letzteren kommt der Stift 31 a zu liegen.
Nach einer weiteren Umdrehung der Platte 1 wirkt die Stange 27 wieder auf den Riegel 28 und die Platte 32 dreht sich ein zweites Mal um eine Vierteldrehung. Die Nocken 36 und 38 haben keinen Einfluss auf die zugehörigen Schieber, während die Nocke 37 den Schieber 42 freigibt. Letzterer, durch die Feder 46 bewegt, öffnet die Öffnung 23 und setzt das Innere des Zylinders 8 mit dem Behälter im Fusse 9 durch die Kanäle 24 und 45 in Verbindung. Das Messsystem senkt sich wieder, und diese Senkung hört auf, wenn die Öffnung 23 durch den Kolben 7 geschlossen wird. Nach einer dritten Umdrehung der Waage bzw. der Stange 27 wird eine weitere Drehung der Welle 33 verursacht. Die Nocke 38 gibt den Schieber 44 frei und letzterer gibt die Öffnung 26 frei und die dritte Senkung wird veranlasst.
Sie wird erst abgestellt, wenn der Kolben 7 den Boden des Zylinders 8 berührt. Die Öffnung 25 mündet nicht mehr in den Mantel aus, sondern in den Boden des genannten Zylinders. Sie ist mit dem Schieber 44 durch Bohrungen verbunden, welche in dem Fusse 9 vorgesehen sind und ähnlich verlaufen, wie die in Fig. 5 gezeigten Bohrungen, welche den Kanal 15 mit der in den Zylinderraum 8 ausmündenden Öffnungen dieses Kanals 15 verbinden. Damit die Bewegung in die letzte Lage nicht Anlass zu einem Schlag gibt, was für die Genauigkeit der Beobachtungen schädlich ist, so wird die Mündung von 25 in den Zylinder 8 vorzugsweise kegelig gestaltet. Der Kolben 7 erhält dann eine kegelige Nadel, die in die Öffnung 25 eindringt, um sie stetig zu verschliessen. Nach dieser letzten Senkung dreht sich die Waage ein letztes Mal, so dass man dann ein viertes Diagramm erhält.
Will man alle drei Steuerungen in ihre Anfangsstellung zurückführen, genügt es, das Handrad 35 im entgegengesetzten Sinne des Pfeiles Y der Fig. 3 zu drehen. Die Platte 32 wird von den An- schlägen des Riegels 28 festgehalten, aber die Welle 33 kann sich trotzdem drehen dank der erwähnten Klinkenkupplung. Die Schieber 40,42 und 44 werden durch die Nocken in ihre Anfangsstellungen zurück- befördert.
Statt für vier Umdrehungen, kann die Waage auch für mehr oder weniger oder nur für einen Bruchteil einer Umdrehung und nachträgliche Senkung in eine andere Stellung gebaut werden.
Wird die tiefste Messung zuerst gemacht, so kann das Messsystem in eine höhere bzw. nacheinander in höhere Stellungen gebracht werden. Die hydraulische Senk-oder Hebeleinrichtung kann auch durch eine rein mechanische, z. B. vermittels Unruhen gesteuerte, ersetzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fussteil für eine Drehwaage nach Eotvös zur Ausführung von Schweremessungen, dadurch
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werden kann, derart, dass nacheinander verschiedene Messungen in bestimmten Höhenabständen voneinander vorgenommen werden können.
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einer bestimmten Höhe des Messsystems letzteres selbsttätig in eine andere Stellung zu bringen, wo eine neue Messung vorgenommen wird.