DE1131901B

DE1131901B - Automatic balancing mechanical balance beam arrangement

Info

Publication number: DE1131901B
Application number: DES65076A
Authority: DE
Inventors: Johannes Sorteberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-09-23
Filing date: 1959-09-23
Publication date: 1962-06-20

Description

Selbsttätig abgleichende mechanische Waagebalkenanordnung Die Erfindung betrifft selbsttätig abgleichende mechanische Waagebalkenanordnungen zur fortlaufenden Bestimmung von sich ändernden physikalischen Größen mit zwei federnd aufgehängten parallelen Waagebalken, zwischen denen bewegliche Rollenstützpunkte in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind.Automatic balancing mechanical balance beam arrangement The invention relates to automatic balancing mechanical balance beam arrangements for continuous Determination of changing physical quantities with two spring-loaded parallel balance beams, between which movable roller support points in the longitudinal direction are arranged displaceably.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neuartige, sich selbsttätig abgleichende Waagebalkenanordnung zu schaffen, die als Verhältnissummierer, zurAddition oder zur Subtraktion verwendbar ist und in Verbindung mit Hilfseinrichtungen andere Vorrichtungen steuern kann.It is an object of the invention to provide a novel, self-operating To create a balancing balance beam arrangement, as a ratio totalizer, for addition or can be used for subtraction and in connection with auxiliary devices others Can control devices.

Ziel derErfindung ist eine mechanischeAnordnung zur Darstellung der Gleichung in der A, B, C und D Kräfte darstellen und a und b variable Arme der Waagebalkenanordnung sind.The aim of the invention is to provide a mechanical arrangement to represent the equation in which A, B, C and D represent forces and a and b are variable arms of the balance beam assembly.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer neuartigen Konstruktion, Anordnung und Verbindung der zusammenwirkenden Teile, um die im folgenden beschriebenen Ergebnisse zu erzielen.Another object of the invention is a novel construction, Arrangement and connection of the interacting parts to the ones described below Achieve results.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Radizierung einer vorgegebenen veränderlichen und zu messenden Kraft bekannt, die durch eine Gegenkraft im Gleichgewicht gehalten wird, indem die Gegenkraft auf einen Hebel mit verschiebbarem Drehpunkt und die zu messende entgegengesetzt gerichtete Kraft auf einen Hebel mit festem Drehpunkt einwirkt, und dabei eine Drehpunktverschiebung des ersten Hebels ein Maß für den Wurzelwert der zu messenden Kraft darstellt.It is already a device for rooting a given one variable and measurable force known, which is due to a counterforce in equilibrium is held by the counterforce on a lever with a movable pivot point and the opposing force to be measured on a lever with fixed Acting pivot point, and thereby a pivot point displacement of the first lever a measure represents the root value of the force to be measured.

Es ist ferner eine mechanische Einrichtung zur mathematischen Zusammensetzung physikalischer Größen oder beliebiger Einwirkungen bekannt, die mittels einer Hilfskraft ausgedrückt werden. Diese Hilfskraft versetzt die veränderlichen Kräfte in einen Gleichgewichtszustand, indem sie die gegenseitige Lage der Stütz- bzw. Angriffspunkte verändert. Diese Veränderung ist ein Maß für die Zusammensetzung der Kräfte. Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich das Multiplizieren, Dividieren und Potenzieren durchführen.It is also a mechanical device for mathematical composition physical quantities or any effects known, which by means of an auxiliary worker be expressed. This assistant puts the changeable forces into one State of equilibrium by determining the mutual position of the points of support or attack changes. This change is a measure of the composition of the forces. With Such a device can multiply, divide and exponentiate carry out.

Gemäß der Erfindung ist an jedem Ende der Waagebalken ein Zwischenverbindungsgelenk vorgesehen, das eine rechteckförmige Anordnung der Waagebalken bildet, so daß eine Bewegung der Stützpunkte auf jedes Ende der Waagebalken zu möglich ist. Jeder Waagebalken besitzt zweckmäßigerweise einen beweglichen Stützpunkt, die Stützpunkte sind miteinander fest verbunden und können von Hand oder selbsttätig bewegt werden. Ferner sind Mittel vorgesehen, die Momente der Waagebalkenanordnung durch Veränderung einer der auf das System ausgeübten Kräfte zu verändern. An Hand der folgenden Beschreibung wird in Verbindung mit der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung näher erläutert: Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt und schematisch eine Seitenansicht einer selbsttätig abgleichenden Waagebalkenanordnung gemäß der Erfindung; Fig.2 zeigt einen Schnitt in Fig.1 nach der Linie 2-2: Fig. 3 zeigt einen Schnitt in Fig. 1 nach der Linie 3-3; Fig.4 zeigt einen Schnitt in Fig.1 nach der Linie 4-4; Fig. 5 stellt vergrößert einen Schnitt durch einzelne zusammenwirkende Bauteile dar; Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine Düsenanordnung; Fig. 7 zeigt ein Kräftediagramm, und Fig. 8 ist ein Schnitt in Fig.5 entlang der Linie 8-8. Ein Bauteil l weist einen Luftmotor auf, dessen Unterteil 2 auf dem Bauteil 1 befestigt ist. Der Luftmotor weist einen Stab 3 auf, der in ihm geradlinig verschiebbar ist und dessen äußeres Ende mit einer Kappe 4 und einer Membran 5 innerhalb des Gehäuseteils 6 auf dem Unterteil 2 verbunden ist. Eine Feder 7 wirkt einer Bewegung des Stabes 3 nach innen entgegen. Die Stützpunktrollen 8 und 9 laufen in einem Laufring 10 eines Lagerkörpers 11, der am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist. Das innere Ende des Stabes 3 ist am Lagerkörper 11 befestigt. Der Laufring 10 ermöglicht freie seitliche Bewegungen der Stützpunktrollen und verhindert eine Relativbewegung der Rollen in Längsrichtung.According to the invention, at each end of the balance beam there is an intermediate connecting joint provided, which forms a rectangular arrangement of the balance beam, so that a Movement of the support points to either end of the balance beam is possible. Every balance beam expediently has a movable support point, the support points are with one another firmly connected and can be moved by hand or automatically. Further are means provided the moments of the balance beam arrangement by changing one of the To change the forces exerted on the system. On the basis of the following description an embodiment according to the invention in more detail in conjunction with the drawing explained: Fig. 1 shows partially in section and schematically a side view an automatically balancing balance beam arrangement according to the invention; Fig. 2 shows a section in FIG. 1 along the line 2-2: FIG. 3 shows a section in FIG. 1 after the line 3-3; Figure 4 shows a section in Figure 1 along the line 4-4; Fig. 5 shows an enlarged section through individual interacting components; Figure 6 is a cross section through a nozzle assembly; Fig. 7 shows a force diagram, and Fig. 8 is a section of Fig. 5 along line 8-8. A component l has a Air motor, the lower part 2 of which is attached to the component 1. The air motor has a rod 3 which is linearly displaceable in it and its exterior End with a cap 4 and a membrane 5 within the housing part 6 on the Lower part 2 is connected. A spring 7 acts to move the rod 3 inward opposite. The support rollers 8 and 9 run in a race 10 of a bearing body 11, which can best be seen from FIG. The inner end of the rod 3 is attached to the bearing body 11. The race 10 allows free lateral Movements of the support rollers and prevents relative movement of the rollers in Longitudinal direction.

Zwei Waagebalken 12 und 13 sind am Bauteil 1 über Blattfedern 14 und 15 aufgehängt, die seitlich über Hebel 16 und 17 sowie Schrauben 18 und 19 einstellbar sind. Die Berührungslinien zwischen den Stützpunktrollen 8 und 9 und den Waagebalken stellen die Stützpunkte F 1 und F 2 dar.Two balance beams 12 and 13 are on the component 1 via leaf springs 14 and 15 suspended, which can be adjusted laterally via levers 16 and 17 and screws 18 and 19 are. The lines of contact between the support rollers 8 and 9 and the balance beam represent the support points F 1 and F 2.

Der Stab 3 wird in einer Lagerung 20 im Luftmotorgehäuse und Lagerkörper 11, der wiederum zwischen den Führungsplatten 21, 22, 23 und 24 angeordnet ist, geführt. Die Stützpunktrollen überbrücken die Führungsplatten, die die Differenz zwischen den Kräften A +B und den entgegenwirkenden Kräften C+D, die durch Druckgefäße A, B, C und D erzeugt werden, ausgleichen. Die Druckgefäße wirken über Druckstäbe 25, 26, 27 und 28 auf die Waagebalken. Diese Druckstäbe sind senkrecht zu den Waagebalken und paarweise auf derselben Mittelachse angeordnet.The rod 3 is guided in a bearing 20 in the air motor housing and bearing body 11, which in turn is arranged between the guide plates 21, 22, 23 and 24. The support rollers bridge the guide plates, which compensate for the difference between the forces A + B and the opposing forces C + D, which are generated by pressure vessels A, B, C and D. The pressure vessels act on the balance beam via pressure rods 25, 26, 27 and 28. These pressure rods are arranged perpendicular to the balance beam and in pairs on the same central axis.

Die Waagebalken 12 und 13 sind U-förmig ausgebildet und mit Stiften 29, 30, 31 und 32 versehen, die den Druck der Stäbe aufnehmen. Die Berührungslinien zwischen den Stäben und Stiften stellen die Endstützpunkte der Waagebalken dar. Die Waagebalken 12 und 13 weisen an jedem Ende einen solchen Abstand voneinander auf, daß nur jeweils ein Stützpunkt F1 oder F" an dem Waagebalken gleichzeitig anliegt. Die Art der Verbindung der Waagebalken ist in den Fig. 2, 3 und 8 dargestellt. Die Stifte 29 und 32 sind an beiden Enden durch Elemente 35 und 36 verbunden. Daraus ergibt sich, daß die zwei Waagebalken in Form eines Rechteckes verbunden sind, dessen Eckpunkte verbogen oder gedreht werden können. Für die Zwecke der Erfindung wirken die beiden Waagebalken als ein einziger Waagebalken. Diese Waagebalkenanordnung weist eine Verlängerung 37 auf, die der Düse einer Düsenanordnung 38 mit einer Sperre 39 gegenübersteht.The balance beams 12 and 13 are U-shaped and have pins 29, 30, 31 and 32 which absorb the pressure of the bars. The lines of contact between the bars and pins represent the end support points of the balance beam. The balance beams 12 and 13 have such a distance from one another at each end on that only one support point F1 or F "is applied to the balance beam at the same time. The type of connection of the balance beams is shown in FIGS. the Pins 29 and 32 are connected by members 35 and 36 at both ends. From it it follows that the two balance beams are connected in the form of a rectangle, whose Corner points can be bent or rotated. Act for the purposes of the invention the two balance beams as a single balance beam. This balance beam arrangement has an extension 37, the nozzle of a nozzle assembly 38 with a lock 39 faces.

Die Stützpunktrollen können von Hand eingestellt und über eine Einstellschraube 40 fest mit dem Stab 3 verbunden werden. Die Einstellung kann auch, wie in Fig. 1 dargestellt, pneumatisch oder automatisch erfolgen. Eine derartige Ausbildung ermöglicht die Einstellung der Stützpunktrollen auf irgendeine Stelle auf den Waagebalken.The support rollers can be adjusted by hand and using an adjustment screw 40 are firmly connected to the rod 3. The setting can also, as shown in Fig. 1, can be carried out pneumatically or automatically. Such training allows the support rollers to be set anywhere on the balance beam.

Die Druckgefäße C und D sind ebenso ausgebildet wie das Gefäß A und weisen Bälge 41 auf, das Druckgefäß B besitzt eine Feder 42. Der Rückdruckstutzen 43 der Düsenanordnung steht mit dem Stutzen 44 des Druckgefäßes A in Verbindung. Die Stutzen 45 und 46 stellen Druckverbindungen für die Druckgefäße C und D dar. Der Düseneingangsstutzen ist mit 47 bezeichnet.The pressure vessels C and D are designed in the same way as the vessel A and have bellows 41, the pressure vessel B has a spring 42. The back pressure connection 43 of the nozzle arrangement is connected to the nozzle 44 of the pressure vessel A. The nozzles 45 and 46 represent pressure connections for the pressure vessels C and D. The nozzle inlet connection is labeled 47.

Im Betrieb wird der Düse am Eingangsstutzen 47 Luft zugeführt und der Rückdruck von dem Stutzen 43 auf das Druckgefäß geleitet, dessen Kraft automatisch gesteuert werden soll, in diesem Fall auf den Stutzen 44 des Druckgefäßes A.During operation, air is supplied to the nozzle at the inlet connection 47 and the back pressure from the nozzle 43 is directed to the pressure vessel, the force of which is automatic is to be controlled, in this case on the nozzle 44 of the pressure vessel A.

Bei normalem Betrieb werden die durch A, B, C und D dargestellten Kräfte über die Mitte der Bälge oder Federn auf die Waagebalken gegeben. Dabei kann irgendeine der veränderlichen Kräfte eliminiert werden, da es notwendig ist, eine Kraft mit der anderen Kraft in Gleichgewicht zu bringen.During normal operation, the forces represented by A, B, C and D are applied to the balance beam via the center of the bellows or springs. In doing so, any of the variable forces can be eliminated since it is necessary to balance one force with the other.

Wenn das System, wie in Fig. 7, im Gleichgewicht ist, gilt: Wenn eine der Veränderlichen, z. J3. B, C oder D, verändert wird, wird das Gleichgewicht gestört, und die Waagebalkenverlängerung 37 bewegt sich entweder zu der Düse hin oder von der Düse weg. Dadurch wird entsprechend der Rückdruck aus der Düse bei der übertragung auf das Druckgefäß A die Kraft auf A vergrößert oder verkleinert, bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist.When the system is in equilibrium, as in Fig. 7: If one of the variables, e.g. J3. B, C or D, is changed, the balance is disturbed and the balance beam extension 37 moves either towards the nozzle or away from the nozzle. As a result, the back pressure from the nozzle when it is transferred to the pressure vessel A increases or decreases the force on A until equilibrium is restored.

Durch Abnehmen des Luftmotorgehäuses, der Druckdosen und der Feder kann der Stab 3 von Hand auf die Lage der Stützpunktrollen eingestellt werden.By removing the air motor housing, the pressure cells and the spring the rod 3 can be adjusted by hand to the position of the support rollers.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic balancing mechanical balance beam arrangement for the continuous determination of changing physical quantities on the basis of mathematical problems, with two spring suspended parallel balance beams, between which movable roller support points are arranged so that they can be moved in the longitudinal direction, characterized by an intermediate connecting hinge (33, 34 and 35, 36, respectively) on each End that forms a rectangular arrangement of the balance beams (12, 13) so that a movement of the support points (Fi, F.,) to each end of the balance beam is possible is.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the balance beam arrangement is a single two-armed balance beam.

3. Measuring device according to claim 1., characterized in that the rectangular arrangement at the corner points is flexible or rotatable. Publications considered: German Patent Specifications No. 391735, 687 271.