DE1774739B2 - Elektromechanische waegevorrichtung - Google Patents

Description

Die zwei Massen ρ und q sind aber unvermeid-

licherweise elastisch aufgehängt und bilden zusammen mit deren Aufhängung zwei über die Saiten un-25 tereinander schwach gekoppelte elastische Schwin-

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische gungssysteme.

Wägevorrichtung mi* einer an einer ortsfesten Liegt die Erschv.tterungsfrequenz zwischen den Grundplatte parallelgeführten Lastplattform, welche zwei Resonanzfrequenzen der zwei Schwingungssyzwei elektrisch erregte Saiten, mit üuem einen Ende sterne, so folgt die Masse mit niedrigerer Resonanzan einem durch eine parallelgefiihrte Voispannmasse 30 frequenz den Bewegungen der Grundplatte nicht vorbelasteten Verteilkörper angreifen^, über einen mehr, die andere wohl noch. Kommt die Erschüttean letzterem befestigten, andererseits an der Grund- rungsfrequenz in Übereinstimmung mit einer der beiplatte angelenkten übertrager beaufschlagt. den Resonanzfrequenzen, so ist die Beschleunigung

Solche Wägevorrichtungen sind statisch betrachtet der entsprechenden Masse um den Qualitätsfaktor echte Massenmesser, d. h., sie liefern ein vom Wert 35 dieser Resonanz höher als die Fundamentserschütteder Erdbeschleunigung unabhängiges Resultat, da sie rungen. Kurz gesagt: In einem Gebiei der Erschüttedas Resultat als Verhältnis des Gewichtes der zu rungsfrequenzen, das sich über die zwei R.esonanzmessenden Masse zum Gewicht der Vorspannmasse frequenzen der Meßanordnung erstreckt, sind die Erermitteln, wobei dieses Verhältnis — statisch be- schütterungsbeschleunigungen der Massen q und p, trachtet — gleich dem Verhältnis der zwei genannten 40 namentlich z„ und z_p, nicht mehr gleich der ErMassen selbst ist. schütterungsbeschleunigung des Fundamentes ζ und

Wägevorrichtungen dieser Gattung sind bekannt, auch untereinander verschieden. Das Resultat ist da-

z. B. aus der französischen Patentschrift 1 125 037, durch verfälschtder deutschen Patentschrift 1279 379 und der

schweizerischen Patentschrift <*59 603. Es sind eben- 45 ₊₊ _ Q J7 (g + ^g) ₌ q

falls Anordnungen zur Anregung und zum Abfühlen P ρ (g + zp) ρ
der Saitenschwingungen bekannt, z.B. aus den

schweizerischen Patentschriften 404736 und Bei Waagen für kleine Lasten kann die Erschütte-

440 755. Bei den bekannten Wägevorrichtungen sind rungsempfindlichkeit durch Einschalten stark federn-

die zwei Meßsaiten und das Vorspanngewicht auf die 50 der und dämpfender Elemente zwischen Grundplatte

Grundplatte bezogen. Von einem einzigen Verbin- und Tisch bzw. Boden einigermaßen behoben wer-

dungspunkt der Saiten mit ihrem Vorspanngewicht den. Bei Waagen für große Lasten ist dieser Weg zu

hinweg führt, gegebenenfalls mit Zuordnung von aufwendig oder nicht mehr realisierbar,

weiteren grundplattenbezogenen Verbindungen, ein Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist

einziger Kraftübermittlungsweg (gegebenenfalls mit 55 somit die Schaffung einer elektromechanischen Wä-

Zwischenschaltung von Hebeln) zur Lastplattform. gevorrichtung der angegebenen Gattung, bei welcher

Alle Kraftübertragungsvorrichtungen sollten elastisch die Empfindlichkeit gegenüber senkrechten Erschüt-

relativ hart sein, damit das Vorspanngewicht einer- terungen des Fundamentes oder der Grundplatte

seits und die Lastplattform mit der Last andererseits, ohne zusätzlichen Aufwand sehr klein ist, und zu

beide gegenüber der Grundplatte, hohe und womög- 60 diesem Zweck die Beschleunigung der Massen ρ und

Hch nicht allzu verschiedene Resonanzfrequenzen q für jede Fundamenterschütterungsfrequenz gleich

aufweisen. Dies ist technisch praktisch unmöglich zu halten.

oder zu aufwendig und hat zur Folge, daß die An- Die Lösung dieser Aufgabe liegt darin, daß erfin-

ordnung gegenüber Erschütterungen der Grundplatte dungsgemäß die freien Enden der Saiten und die

empfindlich ist. 65 Vorspannmasse an der Lastplattform angelenkt sind.

Unter senkrechten Beschleunigungen — z. B. beim In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Ver-

An'ahren und heim Bremsen im Aufzug oder unter teilkörper ein Balken, an welchem die Saiten parallel

Erschütterungen — wirken die zwei genannten Mas- zueinander befestigt sind.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht nur rige Frequenzen von der Grundplatte 1 auf die Vorais Wägevorrichtung (Massenmesser) einsetzbar, son- spannmasse ρ und die Last q übertragen werden köndern ebensogut auch als Kraftmesser. nen, die Vorspannmasse ρ den Bewegungen der

An Hand der Zeichnungen sind Ausführungsbei- Laste/ folgen kann. Während bei der bekannten Ausspiele der Erfindung nachstehend erläutert. Es stellt 5 führung die Verschiedenheit des Schwingverhaltens dar zwischen der Vorspannmasse ρ und der Lastq sich

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer be- mit steigender Störfrequenz vergrößert, wirkt sich

kannten Wägevorrichtung, gemäß Fig. 2 die Feder5 dahingehend aus, daß sie

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Wäge- die schwingungsmäßige Isolierung der Vorspann-

vorrich 'g nach der Erfindung, io masse ρ und der Last*? von der Grundplatte bei stei-

F i g. ; sine Wägevorrichtung für kleine Lasten gender Störfrequenz verbessert,

ohne Hebelübersetzung, Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 weist

F i g. 4 eine Wägevorrichtung für mittlere Last, die dargestellte Waage ebenfalls eine Grundplatte 1

und auf, die über Dämpfer 10 auf einer Unterlage 11 an-

F i g. 5 eine schematische Darstellung einer weite- 15 geordnet ist. An der Lastplattform 6, die die Last q

ren Wägevorrichtung. trägt, sind die zwei querschwingenden Saiten 3 ange-

Bei allen Ausführungsbeispielen hat man die Vor- bracht. Ihre Enden sind an einem zentralen Körper richtungen zum Anregen der Sai'en und zur Berech- 80 befestigt. Die Vorspannmasse ρ ist mittels Paralnung ihrer Frequenzänderungen nicht veranschau- lellenker 13 an der Lastplattform 6 derart angelicht. Ebenfalls ist das Anzeigegerät nient dargestellt 20 bracht, daß sie sich nur parallel zu sich selbst in der worden. Diese Elemente sind bekannt, und ihre Dar- Höhe bewegen kann. Eine Dämpfungsvorrichtung 14 stellung ist zum Verständnis der Erfindung nicht not- ist zwischen der Vorspannmasse ρ und einem Vorwendig. sp;ung 12 der Lastplattform 6 eingeschaltet. Diese

Bei der bekannten Anordnung nach F i g. 1 ist di·' Vorspannmasse ρ spannt die Saiten 3 über den Grundplatte 1 mit einem Träger 2 versehen, an wel- 25 Draht 9, den Verteilkörper 7,7 ο und den zentralen them die Saiten 3 befestigt sind. Über einen Draht 9 Körper 80 vor, und zwar derart, daß das Gewicht der sind sie durch das Gewicht der Vorspannmasse ρ Vorspannmasse ρ übersetzt auf die Saiten 3 einwirkt, vorgespannt, die derart mittels einer Führung auf die Die Abstützung der Lastplattform6 auf der Grund-Grundplatte 1 bezogen ist, daß sie sich in der Hohe platte 1 erfolgt über eine Drucksiange 35, die zwinur parallel zu sich selbst bewegen kann. Die Last- 30 sehen dem Körper 80 und einem Vorsprung 15 der plattform 6 mit der Lasti/ ist mittels einer als Über- Grundplatte 1 angeordnet ist. In dieser Stange 35 ist tragung dienenden Aufhängung 4 und über einen eine schematisch dargestellte, einstellbare Feder 5 Kraftverteiler 4 α, 8 mittels der Saiten 3 an der eingebaut. Ferner sind zwei Parallellenker 16, 17 Grundplatte 1 aufgehängt. Die elastische, relativ vorgesehen, die die Lastplattform 6 mit Bezug auf weiche Feder 5 dient zur schematischen Darstellung 35 die Grundplatte 1 parallel und lotrecht führen. Die der schwer vermeidlichen elastischen Nachgiebigkeit Lastplattform 6 ist ferner mit vier Trägern 18 versedes aus der Aufhängung 4 und dem Kraftvertei- hen, auf welche Substitutionsgewichte 19 aufgelegt ler 4 α, 8 gebildeten Ganzen. Hingegen ist das aus werden können. Ein Entlastungshebel 20 mit Gegenden Saiten 3, der Vorspannmasse ρ und dem Draht 9 gewicht 21 ist über eine erste Schneide 22 auf der gebildete Ganze leicht als Schwingungssystem von +0 Grundplatte 1 schwenkbar gelagert. Seine zweite hoher Eigenfrequenz zu gestalten, es sind daher Schneide 23 drückt entlastend auf die Lastplattkeine Federelemente dargestellt worden. Es ist leicht form 6.

ersichtlich, daß sich bei Erschütterungen die Die verschiedenen Elemente der dargestellten

Massen ρ und q verschieden verhalten. Die Waage sind derart ausgewählt, daß die Eigenfre-

Masse ρ vermag vorbestimmten Frequenzen noch 45 quenz der senkrechten Schwingungen der elastisch

zu folgen, wenn ciie Masse q dies nicht mehr aufgehängten Vorspannmasse ρ höher liegt als dieje-

vermag. nige der Lasi q.

Die Anordnung nach F i g. 2, die allen Ausfüh- Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind die rungsbeispielen zugrunde liegt, ist entsprechend der Elemente, die denen der Beispiele nach F i g. 2 und 3 Erfindung vor der ersten verschieden. Die V-förmig 5° entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen, angeordneten Saiten 3 und die Vorspannmasse ρ mit Hier ist die Vorspannmasse ρ unmittelbar über einen ihren Lenkern 13 sind auf die Lastplattform 6 bezo- einzigen Draht 9 an dem zentralen Körper 80 befegen, und die Vorspannmasse ρ spannt die Saiten 3 stigt. Eine Zugstange 24 ist über den Verteilkörüber den Draht 9 und den auf die Lastplattform 6 per 7,7 a mit dem Körper 80 bzw. mit der L astplattbezogenen Verteilkörper 7,7 α vor. Die als Übertra- 55 form 6 verounden. Sie weist eine Feder 26 und eine gung dienende Aufhängung 4 mit der eingeschalteten, Dämpfungsvorrichtung 27 auf. Das untere Ende elastisch relativ weichen und schematisch dargestell- dieser Zugstange 24 greift an einem Ende eines Heten Feder 5 trägt jetzt die Lastplattform 6 mit der bels 28 an, dessen anderes Ende an der Lastplatt-Last q sowie die Vorspannmasse p, die Saiten 3, den form 6 gelagert ist. Die Lastplattform 6 stützt sich bei Draht 9 und den Verteilkörper 7, Ta. Die vorge- 60 29, 30 andererseits auf zwei gekoppelte Hebel 31, 32 spannten Saiten 3 werden hierbei auch durch die ab, die ihrerseits auf der Grundplatte 1 gelagert sind. Last<7 beeinflußt. Die verschiedenen Teile werden Das freie Ende des Hebels 31 ist mittels eines Gehierbei derart ausgebildet, daß die Eigenfrequenz der hänges 33 mit dem Hebel 28 gekoppelt. Der Hebel senkrechten Schwingungen der elastisch aufgehäng- 28 ist für eine Übersetzung vorhanden. Sollte diese ten Vorspannmasse ρ höher liegt als diejenige der 65 nicht notwendig sein, so kann er durch das strichelastisch aufgehängten Last q. Es ist ersichtlich, daß punktiert dargestellte Gehänge 34 ersetzt werden, sich die Vorspannmasse ρ und die Last q jetzt relativ Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird die Anordeleich verhalten, da, weil über die Feder 5 nur nied- nung so dimensioniert, daß die Eigenfrequenz der

senkrechten Schwingungen der elastisch aufgehängten Vorspannmasse ρ höher liegt als diejenige der Last q.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 erfolgt der Angriff der Vorspannmasse ρ und der Last q auf die zwei parallel angeordneten Saiten 3 mittels eines als Kraftverteiler dienenden Balkens 44. Die Vorspannmasse ρ ist an einem weiteren Hebel 46 aufgehängt, der über eine Zugkoppel 45 mit dem Balken 44 verbunden ist. Der Hebel 46 ist mit einer weiteren Zugkoppel 47 mit der Lastplattform 6 verbunden.

Die Anordnung wild wieder derart getroffen, daß das Gewicht der Vorspannmasse ρ übersetzt auf die Saiten 3 einwirkt. Die Lastplattform 6 (die mittels hiei nicht dargestellten Führungen, ähnlich der Parallellenker 16, 17 in Fig. 3, parallel geführt ist) ist ausschließlich über die als Übertragungsorgan dienende Aufhängung 4 mit der Feder 5 mit dem Träger 2 dei Grundplatte 1 verbunden. Auch hier ist die Eigenfrequenz der senkrechten Schwingungen der elastisch aufgehängten Vorspannmasse ρ höher als diejenige der Last q.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

sen auf die zwei Saiten mit ihrem sogenannten dyna- Patentansprüche: mischen Gewicht, d. h. mit der Summe ihres Gewichtes und ihrer Trägheitskraft. Letztere ist proportional

1. Elektromechanische Wägevorrichtung mit zur betreffenden Masse und deren senkrechter Beeiner an el. - ortsfesten Grundplatte parallelge- 5 schleunigung. Solange die Erschütterungsfrequenz — führten Lastplattform, welche zwei elektrisch er- gemessen an den Eigenschaften der Anordnung — regte Saiten, mit ihrem einen Ende an einem niedrig ist, folgen aber die zwei Massen genau ^.enug durch eine parallelgeführte Vorspannmasse vor- den Bewegungen der Grundplatte, und die Beschleubelasteten Verteilkörper angreifend, über einen nigung der zwei Massen is* dieselbe. Id diesem Fall an letzterem befestigten, andererseits an der io ist das von der Auswertungsvorrichtung gelieferte Grundplatte angelenkten Übertrager beauf- Verhältnis der zwei dynamischen Gewichte gleich schlagt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verhältnis der Massen. BezeichnenQ bzw. P die freien Enden der Saiten (3) und die Vor- das dynamische Gewicht der zu messenden Masse ρ spannmasse (p) an der Lastplattform (6) ange- bzw. der Vorspannmasse q, g bzw. ζ die Erdbelenkt sind. 15 schleunigung bzw. die gemeinsame senkrechte Er-

2. Elektromechanische Wägevorrichtung nach schütterungsbeschleunigung der zwei Massen, so ist Anbruch 1, dac.irch gekennzeichnet, daß der das Resultat 1+ gegeben durch:
Verteilerkörper (7, Ta) ein Balken (44) ist, an

welchem die Saiten (3) parallel zueinander befe- ₊ _ Q β iß + ^r) <7

stigtsind. 20 P pte-τ-ζ) ρ