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Elektrodynamische Gewichtsausgleich- bzw. Anzeigevorrichtung.
Die elektrodynamische Gewichtsausgleich-bzw. Anzeigevorrichtung besteht aus zwei von elektrischem Strom durchflossenen Wicklungssystemen, deren eines fix angebracht und deren anderes mit dem Wagebalken oder einer Wagschale derart verbunden ist, dass die von der fixen Wicklung auf die bewegliche ausgeübte Kraft, welche von der Form, Grösse, Ausbildung und gegenseitigen Lage der Wicklungssysteme sowie von der Stromstärke abhängig ist, auf die Wage ähnlich einwirkt, wie es ein auf die Wagschale aufgelegtes Gewicht tun würde. Die Stärke dieser Kraft bzw. die Grösse des durch diese ersetzten
Gewichtes ist aus der Stromstärke bestimmbar.
Die im Nachstehenden beschriebene Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch geeignete Ausbildung der elektrodynamischen Bauelemente leichte Regulierbarkeit und gute Stabilität der Wage erreicht wird.
Wäre die Anordnung ähnlich Fig. 1 getroffen, wobei im Gegensatze zu den Massverhältnissen dieser Abbildung die mittels der flexiblen Leitungen L mit der Stromquelle verbundene bewegliche Wicklung B und die feste Wicklung F annähernd oder vollkommen gleiche Durchmesser erhalten würden, so würde die von der einen Wicklung auf die andere ausgeübte Kraft bei konstanter Stromstärke je nach der Stellung der Wage wechseln, d. h. bei Stellung der rechten Wagschale oberhalb der Normalstellung wurde die Kraft eine kleinere, bei tieferer Stellung der Wagschale eine grössere sein als bei Einspielen der Wage.
Hiedurch kann es vorkommen, dass die Stabilität der Wage leidet oder gänzlich zerstört wird, wie an nachstehendem Beispiele dargelegt wird :
Es seien die beiden Wicklungen derart geschaltet, dass die Stromrichtungen gleichlaufend sind, die Wicklungen einander somit anziehen und die Vorrichtung die Wage in dem Sinne beeinflusst, wie es ein auf die rechte Wagschale aufgelegtes Gewicht tun würde.
Die Stromstärke sei derart eingestellt, dass die Wage bei Einspielen des Wagebalkens im Gleichgewicht ist ; wird nun durch irgendeine Ursache die rechte Wagschale etwas zum Sinken gebracht, so wird infolge der gegenseitigen Annäherung der Wicklungen die elektrodynamische Kraft grösser und der Ausschlag der Wage vergrössert sich fortgesetzt ; wird hingegen die Wagschale durch eine äussere Ursache gehoben, so nimmt die elektrodynamische Kraft infolge der Entfernung der Wicklungen ab, die Wirkung des auf der linken Schale lastenden Gegengewichtes überwiegt und der Ausschlag der Wage nimmt nunmehr in dieser Richtung ständig zu. Eine derart ausgeführte Wage wäre unbrauchbar, da sie die durch die normale Lagerung des Balkenschwerpunktes unterhalb der Hauptschneide erreichte Stabilität der Wage zerstört.
Eine brauchbare Vorrichtung darf diese Stabilität nicht ungünstig beeinflussen.
Am wünschenswertesten wäre wohl, wenn die elektrodynamische Kraft bei einer Stromstärke in jeder Lage des Wagebalkens eine und dieselbe Wirkung ergeben würde, so wie es ein auf eine Schale aufgelegtes Gewicht oder ein aufgesetzter Reiter tun ; dies ist aber nur mit Aufwand grosser Wicklungen und mit unrationellen Anordnungen möglich.
Für die Praxis genügt es zur Erreichung guter Stabilität voll-
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kann beispielsweise ein Hitzdrahtinstrument verwendet werden, bei dem annähernde Proportionalität zwischen Quadrat der Stromstärke und Zeigerausschlag besteht, oder es kann ein nach Art der gebräuchlichen Wattmeter gebautes Instrument benutzt werden, bei welchem die feste und die bewegliche Wicklung in Serie geschaltet sind und die bewegliche Spule nur etwa % bis 1/3 der Breite der festen Wicklung erhält, zum Zwecke, die gegenseitige Wirkung innerhalb eines möglichst grossen Ausschlagwinkels nahezu konstant zu halten, so dass, da das rückdrehende Moment der Federkräfte dem Zeigerausschlage proportional ist,
dieser dem Quadrat der Stromstärke und somit der auf die Wage ausgeübten Kraft nahezu proportional wird.
Die Wicklungen, besonders die bewegliche, werden bei hochempfindlichen Wagen vorteilhaft in eine dicht verschlossene und am besten vergoldete Metallhülle eingeschlossen, um die Wage nicht durch Gewiehtsänderungen zu beeinflussen, die durch hygroskopisches Isoliermaterial hervorgerufen werden könnten. Vorteilhaft kann diese Metallhülle um die Wicklung auch derart hergestellt werden, dass die Wicklung in eine Isoliermasse eingebettet und diese auf galvanischem oder chemischem Wege oder durch Spritzverfahren od. dgl. mit Metall überzogen wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodynamische Gewichtsausgleich-bzw. Anzeigevorrichtung, bestehend aus zwei stromdurchflossenen Wicklungssystemen, deren eines unbeweglich montiert, deren zweites hingegen an dem beweglichen System der Wage befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Solenoide mit verschiedenen Wicklungsdurchmessem ausgebildet und in derartiger Lage zueinander angeordnet sind, dass bei annähernd kreis-oder quadratförmigen Wieldungsquerschnitten die radiale Entfernung der beiden Stromquerschnittsschwerpunkte in der Normalstellung der Wage nahezu gleich oder etwas grösser ist als ihre axiale Entfernung, damit die Kraftwirkung auf das bewegliche System der Wage bei konstantem Strom in der Normalstellung der Wage ein flaches Maximum erreiche.
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Electrodynamic counterbalance or display device.
The electrodynamic counterbalance or. The display device consists of two winding systems through which an electric current flows, one of which is permanently attached and the other of which is connected to the balance beam or a balance frame in such a way that the force exerted by the fixed winding on the movable, which depends on the shape, size, design and mutual position the winding systems as well as the current strength is dependent on the balance acts in a similar way as a weight placed on the balance pan would do. The strength of this force or the size of what it replaces
Weight can be determined from the current strength.
The device described in the following is characterized in that easy adjustability and good stability of the balance are achieved through a suitable design of the electrodynamic components.
If the arrangement were similar to FIG. 1, in contrast to the dimensional relationships in this figure, the movable winding B connected to the power source by means of the flexible lines L and the fixed winding F would have approximately or completely the same diameter, the one winding would have change to the other exerted force at constant current intensity depending on the position of the balance, d. H. If the right scale pan was positioned above the normal position, the force would be a smaller one, and if the scale pan was positioned lower it would be greater than when the scale was brought in.
As a result, the stability of the balance may suffer or be completely destroyed, as shown in the following examples:
Let the two windings be connected in such a way that the current directions are concurrent, the windings thus attract each other and the device influences the scale in the same way as a weight placed on the right scale pan would do.
The current strength is set in such a way that the balance is in equilibrium when the balance beam is inserted; If, for some reason, the right scale pan is caused to sink somewhat, the electrodynamic force increases as a result of the mutual approach of the windings and the deflection of the scale continues to increase; If, on the other hand, the scale pan is lifted by an external cause, the electrodynamic force decreases as a result of the distance of the windings, the effect of the counterweight on the left pan outweighs and the deflection of the scale now increases steadily in this direction. A balance designed in this way would be useless because it would destroy the stability of the balance achieved through the normal mounting of the beam's center of gravity below the main cutting edge.
A usable device must not adversely affect this stability.
It would be most desirable if the electrodynamic force with a current strength would produce one and the same effect in every position of the balance beam, as a weight placed on a bowl or a rider placed on it does; but this is only possible with the expense of large windings and with inefficient arrangements.
In practice it is sufficient to achieve good stability.
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For example, a hot-wire instrument can be used in which there is approximate proportionality between the square of the current intensity and the pointer deflection, or an instrument built in the manner of the usual wattmeter can be used in which the fixed and the movable winding are connected in series and the movable coil only about% to 1/3 of the width of the fixed winding is kept for the purpose of keeping the mutual effect almost constant within as large a deflection angle as possible, so that, since the retracting moment of the spring forces is proportional to the pointer deflection,
this is almost proportional to the square of the current strength and thus the force exerted on the balance.
The windings, especially the movable ones, are advantageously enclosed in a tightly closed and preferably gold-plated metal casing in highly sensitive carriages, so that the carriage is not influenced by changes in weight that could be caused by hygroscopic insulating material. This metal casing around the winding can advantageously also be produced in such a way that the winding is embedded in an insulating compound and this is coated with metal by galvanic or chemical means or by spraying or the like.
PATENT CLAIMS:
1. Electrodynamic counterbalance or. Display device, consisting of two current-carrying winding systems, one of which is immovably mounted, the second of which, on the other hand, is attached to the movable system of the balance, characterized in that the two solenoids are designed with different winding diameters and are arranged in such a position to one another that when approximately circular or In the normal position of the balance, the radial distance between the two current cross-sectional centers is almost the same or slightly greater than their axial distance, so that the force acting on the moving system of the balance with a constant current in the normal position of the balance reaches a flat maximum.