DE2625103A1

DE2625103A1 - Massen- und kraftmesser

Info

Publication number: DE2625103A1
Application number: DE19762625103
Authority: DE
Inventors: Mario Dr Ing Gallo
Original assignee: Wirth Gallo and Co
Current assignee: Wirth Gallo and Co
Priority date: 1976-02-09
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1977-08-11
Also published as: BE844915A; NL163624C; ATA416776A; DE2625103C3; IT1067072B; JPS5296566A; NL7606715A; CH590464A5; US4010638A; JPS5821686B2; MX143220A; CA1046794A; SE7606159L; FR2340543A1; GB1517597A; NL163624B; AR209363A1; AU1460776A; DE2625103B2; FR2340543B1

Description

Anmelder:

WIRTK, GALLO & Co. Zürich

Vertreter: Stuttgart, den 2. Juni 1976

Patentanwalt P 2481 /22

Dipl.-Ing. Max Bunke
Lessingstr. 9
7OOO Stuttgart 1

Massen- und Kraftmesser

•Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Massen- und Kraftmesser mit einem Gestell, einen Lastträger und einer Auswertungsvorrichtung, bei welchem die zu messende Grosse über ein erstes Uebertragungsorgan auf die Spannung zweier querschwingender , über ein zweites Uebertragungsorgan von einer Vorspannkraft vorgespannter Saiten einwirkt, so dass die dadurch bedingten FrequenzVariationen zur Ermittlung dieser Grosse in der Auswertungsvorrichtung dienen. Geräte dieser Gattung sind bekannt. So ist z.B. im Schweizer Patent I]JH 752 ein Gerät beschrieben, bei welchem eine erste, am Gestell des Gerätes befestigte Saite eine Waagschale und eine zweite an dieser Waagschale befestigte Saite eine Vorspannmasse■ trägt. Dabei wird die zweite Saite n.ur durch das Gewicht der Vorspannmasse belastet, während die erste Saite durch das Gewicht der genannten Vorspannmasse vorgespannt und durch das Gewicht der Last zusätzlich gespannt wird. Das Schweizer Patent

Fall 128

I-Waage ,

7 0 9 R 3 2 / 0 R 5 8

447 653 beschreibt ein Gerät, bei welchem zwei am Gestell befestigte, V-förmig angeordnete Saiten durch das Gewicht einer Vorspannmasse gleichmässig vorgespannt und durch die Last ungleichmässig zusätzlich belastet werden.

Bei dem ersten der genannten Geräte ist die Beeinflussung einer einzigen Saite durch die Last mit zwei Nachteilen verbunden. Zunächst erfordert die Ermittlung des Resultates eine recht komplizierte Rechnung. Weiter ist die Justierung des Gerätes (zur Kompensation der Herstellungstoleranzen) nicht für alle Parameter möglich. Diese Nachteile weist das Gerät nach Schweizer Patent 447 653 dank der Verteilung der zwei Kräfte auf die zwei Saiten nicht mehr auf. Dafür ist das Gerät um den notwendigen Kraftverteiler aufwändiger. Die Anordnung der Saiten ist so getroffen, dass beide Saiten an einem Ende mit dem Gestell, während sie an ihrem anderen Ende mit zwei Kraftübertragungsorganen für die Vorspannung und die Last sternförmig verbunden sind. Bei der Anordnung der Saiten im Schweizer Patent 474 752 ist eine Saite zwischen Gestell und Lastträger, die andere zwischen Lastträger und Vorspannmasse abgeordnet. Somit ist die schwingungstechnisehe Isolierung der zwei Saiten von ihren Anschlussteilen im Bereich ihrer Frequenzen in beiden Fällen umständlich: im ersten Falle müssen zwei Saitenanschlüsse, im zweiten Falle alle vier Saitenanschlüsse mit Filtern versehen werden. Diese Filter, die an sich bekannt sind, bilden einen grossen Teil des Gesamtaufwandes des Messgerätes. Dazu erhöhen sie· die elastische Nachgiebigkeit des Messsystems, was mit statischen und dynamischen Nachteilen

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verbunden ist. Es ist also wünschenswert, diese Filter zu vermeiden, oder aber sie mit anderen, sonst notwendigen oder nützlichen Organen (z.B. zum Zwecke der Uebersetzung oder aur statisch bestimmten Führung des Systems) zu kombinieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Schaffung eines Massen- und Kraftmessers, bei welchem die zwei Kräfte auf die zwei Saiten über einen grossen Bereich einstellbar für jede Saite verteilt werden können, das System statisch bestimmt ist, der Aufwand an Saitenfiltern, sowie der Gesamtaufwand klein sind.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das erste Uebertragungsorgan zwei Zweige aufweist, dass die erste Saite an einem Ende am Gestell befestigt und am anderen Ende mit dem einen Ende der zweiten Saite, über mindestens einen Lenker mit dem Gestell und mit einem Zweig des ersten Uebertragungsorgans verbunden ist, dass das andere Ende der zweiten Saite über mindestens einen Lenker mit dem Gestell, mit dem zweiten Uebertragungsorgan und mit dem anderen Zweig des ersten Uebertragungsorgans verbunden ist.

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbexspiel, Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbexspiel, und Fig. ¹J ein drittes Ausführungsbeispiei "" }

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In Fig. 1 ist als erstes Ausführungsbeispiel ein Massenrnessgerät, d.h. eine Waage dargestellt. Sie weist ein Gestell 1 auf, an welchem ein Lastträger 2 mittels Lenker 3 befestigt ist. Diese Lenker 3 führen den Lastträger 2 parallel und senkrecht. An einem als Tiefpassfilter ausgebildeten Halter 4 ist am Gestell 1 eine erste, vertikal angeordnete Saite 5 befestigt. An ihrem unteren Ende ist sie an einem Gelenk 6 befestigt. Ein drahtförmiger, horizontal angeordneter Lenker 7 ist einerseits am Gestell 1 und andererseits am Gelenk 6 befestigt. Das obere Ende einer zweiten, vertikal angeordneten Saite 8 ist ebenfalls am Gelenk 6 befestigt, ihr unteres Ende ist mit einem zweiten Gelenk 9 verbunden. Ein zweiter, horizontal angeordneter,drahtförmiger Lenker 10 ist einerseits am Gestell 1 und andererseits am Gelenk 9 befestigt. Unterhalb dieses Gelenkes 9 ist am Gestell 1 eine Vorspannmasse 11 mittels Lenker 12 parallel und senkrecht geführt. Ihr Gewicht wirkt über einen als Uebertragungsorgan dienenden, am Gelenk 9 befestigten Draht 13 als Vorspannung auf die beiden Saiten 5 und 8. Diese sind somit bezüglich der Vorspannung in Serie montiert. Die beiden Saiten 5₃ 8 sind ferner gleiehmässig von der Vorspannung belastet. Falls aber eine unterschiedliche. Vorspannung der Saiten 5₃ 8 erwünscht ist, kann die Grosse der Vorspannung jeder Saite 5) 8 durch entsprechende Verstellung der Lenker 7, 10 eingestellt werden. *

Neben den Saiten 5_a 8 sind in bekannter Weise am Gestell 1 Erregerund Abnehmerköpfe 14 angebracht, die mit einer Auswertungs- und

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Λ-

Anzeigevorrichtung 15 verbunden sind.

Der Lastträger 2 ist über zwei Drähte 16, 17 und ein Gelenk 18 mit dem Gestell 1 verbunden. Ein horizontal angeordneter Draht verbindet das Gelenk 18 mit einem Gelenk 20, das mittels Drähte 21 bzw. 22 mit den Gelenken 6 bzw. 9 verbunden ist. Das Gewicht der zu bestimmenden Masse 23 wirkt als Messkraft im Draht 19· Dieser, zusammen mit den beiden Drähten 21, 22 bildet das Uebertragungsorgan für diese Messkraft, die nur von dem Gewicht der Masse 23 abhängt. Die Saiten 5₃ 8 sind von der Vorspannkraft gleichmassig belastet. Sie werden durch diese Vorspannkraft gestreckt und von den Lenkern 7 und 10 geführt. Die beiden Saiten 5> 8 und die beiden Lenker 7> 10 bestimmen somit die Lage der Gelenke 6 und 9 und zwar auch bei vorhandenen Zugkräften in den Drähten 21, Somit ist die Lage des Gelenkes 20 und folglich diejenige des Gelenkes 18 bestimmt. Der Lastträger 2 ist somit vom von den Saiten und Drähten gebildeten System statisch bestimmt getragen.

Die im Draht 19 wirkende Messkraft, d.h. die von der zu bestimmenden Masse 23 abhängige Kraft, ist über die je einen Zweig des Uebertragungsorgans dieser Messkraft bildenden Drähte 21, 22 ungleichmässig auf die Saiten 5, 8 verteilt. Bei dem dargestellten Ausführungsbexspiel belastet der Kraftanteil im Draht 21 die Saite 5 zusätzlich zur Vorspannung. Der Kraftanteil im Draht 22 entlastet in kleinerem Masse beide Saiten 5* 8. Das Verhältnis dieser Kraftanteile entspricht dem Verhältnis der Winkel der Drähte 21, 22 mit der Horizontalen. Diese Winkel bestimmen die Ueber- bzw. Untersetzung mit welcher die Messkräfte auf die Saiten 5» 8 über-

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tragen wird.

Die Saiten 5, 8 sind in bekannter Weise von den Erreger- und Abnehme rköpf en I^ erregt und ihre Frequenzen sind der Auswertungsund Anzeigevorrichtung übertragen. Die Wirkung der Messkraft verursacht eine Variation dieser Frequenzen, die in der Vorrichtung 15, zwecks Ermittlung und Anzeige der Grosse der Masse 23 verwertet wird. "

In Fig. 2 ist eine Variante des Gerätes der Fig. 1 dargestellt. An Stelle der Vorspannmasse 11 ist eine Zugfeder 24 einerseits am Gestell 1 und andererseits am Ende des Drahtes 13 befestigt. Das Gerät ist dann grundsätzlich ein Kraftmesser, es kann aber auch als Waage verwendet werden.'

In Fig. 3 ist als zweites Ausführungsbeispiel auch eine Waage dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 zunächst dadurch₃ dass die Saiten 5, 8, die Lenker 7,10 und die Drähte 13, 19, 21 und 22 rein geometrisch anders angeordnet sind. Ferner ist die Vorspannmasse 11 am längeren Arm eines zweiarmigen, im Gestell 1 schwenkbar gelagerten Hebels 25 befestigt. Der andere Arm dieses Hebels 25 ist mittels des Drahtes 13 mit dem Gelenk 9 verbunden. Das Gewicht der Vorspannmasse 11 ist somit übersetzt als Vorspannkraft auf die Saiten 5, 8 übertragen. Die Vorspannkraft wirkt, wegen der gezeigten Anordnung der Lenker 7 und 10, ungleichmässig auf die beiden Saiten 5, 8. Durch entsprechende Verstellung dieser Lenker kann die Vorspann-

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.9-

ung jeder Saite einzeln eingestellt werden. Ein zweiter Hebel 26 ist im Gestell 1 schwenkbar gelagert. Der Lastträger 2 stützt sich über eine Stelze 27 auf diesen.Hebel 26 , dessen Ende über den Draht 19 mit dem Gelenk 20 verbunden ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante sehr schematisch gezeigt, bei welcher die beiden Saiten 5, 8 in einer horizontalen Ebene liegen. Das Gewicht der zu messenden Masse 23 wird in diesem Falle über einen weiteren zweiarmigen Hebel 28 auf den Draht 19 übertragen.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1-3 ist angenommen worden, dass sich alle wesentlichen Elemente (Saiten, Lenker, Uebertragungsorgane) in der gleichen vertikalen Ebene befinden. Aus diesem Grunde genügt ein einziger Lenker 7 bzw. 10 um die Lage des Gelenkes' 6 bzw. 9 im Zusammenhang'mit den anderen Elementen festzulegen. Wenn diese Elemente jedoch nicht alle in einer gleichen Ebene angeordnet sind, so müssen mehrere Lenker vorgesehen werden. Ferner wurden diese Lenker 7j 10 als unter Zug stehende Drähte beschrieben. Sie könnten bei spiegelsymmetrischer Anordnung auch als unter Druck stehende Stangen ausgebildet werden, deren eines Ende mit dem entsprechenden Gelenk verbunden wäre und deren anderes Ende sich gegen das Gestell 1 stützen würde.

Gemäß Aurfrcu;; ctas ausländischen Vertreters u;;·.· .rc,;deri weitergelebt.

Pajenianwait Bunke

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

(JLy Massen- und Kraftmesser mit einem Gestell, einem Lastträger und einer Auswertungsvorrichtung, bei welchem die zu messende Grosse über ein erstes Uebertragungsorgan auf die Spannung zweier querschwingender, über ein zweites Uebertragungsorgan von einer Vorspannkraft vorgespannter Saiten einwirkt, so dass die dadurch bedingten Frequenzvariationen zur Ermittlung dieser Grosse in der Auswertungsvorrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, dass das . erste Uebertragungsorgan (19) zwei Zweige (21,22) aufweist, dass die erste Saite (5) an einem Ende am Gestell (1) befestigt und am anderen Ende mit dem einen Ende der zweiten Saite (8), über mindestens einen Lenker (7) mit dem Gestell (1) und mit einem Zweig (21) des ersten Uebertragungsorgans (19) verbunden ist, dass das andere Ende der zweiten Saite (8) über mindestens einen Lenker (10) mit dem Gestell (1), mit dem zweiten Uebertragungsorgan (13) und mit dem anderen Zweig (22) des ersten Uebertragungsorgans (19) verbunden ist.
2. Massen- und Kraftmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Saiten (5*8) senkrecht und die beiden Lenker (7jlO) waagrecht angeordnet sind.
3. Massen- und Kraftmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der beiden Saiten (5j8) zu denjenigen der beiden Lenker (7»10) nicht parallel sind.
4. Massen- und Kraftmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Uebertragungsorgan aus einem Draht (19), einem Gelenk (20) und zwei an diesem Gelenk (20) befestigten, seine

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ORIGINAL INSPECTED

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zwei Zweige bildenden Drähten (21j22) besteht.

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