DE2644463A1 - Wiegevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wiegevorrichtung, bei der die zu wägende Last auf einen Kompressionstopf aufgebracht wird und in einem Rohr eine Flüssigkeit großer Dichte verschiebt.

Unter den früheren Anmeldungen, die auf den Namen des Anmelders eingereicht wurden, ist eine Wiegevorrichtung beschrieben, bei der die zu wägende Last auf den Kolben eines Zylinders mit großem Durchmesser oder "Kompressionstopf" aufgelegt wird, der mit einem Zylinder von kleinem Durchmesser in Verbindung steht, der durch einen Kolben abgeschlossen ist, dessen Verschiebung unter der Wirkung des Druckes eine Kraft ergibt, die proportional zu dieser Verschiebung ist. Man hat

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auch eine Vorrichtung beschrieben, in der jeder Kompressionstopf mit einem kleinen Zylinder in Verbindung steht, wobei die η Kolbenstangen dieser kleinen Zylinder, die jeweils den η Kompressionstöpfen zugeordnet sind, mechanisch durch ein Verbindungsorgan verbunden sind.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß trotz der Sorgfalt, die man der Ausführung dieser Wiegevorrichtungen gewidmet hat, die durch die Verschiebung der Kolben in den kleinen Zylinder sich ergebenden Reibungen die Messung sehr aleatorisch machten; die Reibungen riefen Wiegefehler hervor, deren Prozentsatz zu hoch war, um mit den geltenden Vorschriften in Einklang gebracht werden zu können.

Die vorliegende Erfindung, welche diese Nachteile beseitigt, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Auflegen der zu wägenden Last auf einen Kompressionstopf entstehende Druck hydraulisch auf eine Flüssigkeit hoher Dichte übertragen wird, die in einem vertikalen Rohr verschoben wird, wobei dieser Druck durch den Druck ausgeglichen wird, den die Masse der verschobenen Flüssigkeit liefert.

Nun versteht man, daß es genügt, die Masse der verschobenen Flüssigkeit zu messen, um bis auf einen Proportionalitätsfaktor genau das Gewicht der zu wägenden Last zu erhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Vorrichtung die einzigen möglichen Reibungen durch die Verschiebung der Fluide in den Leitungen und in dem vertikalen Rohr entstehen; diese Reibungsverluste sind noch vollkommen vernachlässigbar.

Weitere Kennzeichen der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung erscheinen, die sich auf die Zeichnung bezieht, die ein Beispiel der Erfindung darstellt; es zeigen:

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Pig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Kompressionstopf;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer vollständigen Wiegevorrichtung.

Aus der Fig. 1 sieht man, daß 1 ein Kompressionstopf ist, auf den die zu wägende Last Q aufgebracht werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform besteht dieser Topf aus einem Grundteil 2, auf dem eine Membran 3 ruht, die elastisch verformbar ist und auf dem Grundteil durch eine Abdeckung ¹I oder einen Kolben festgehalten wird.

über der Abdeckung 4 ist eine Platte 5 in Form einer Glocke angeordnet, deren Umfang fest mit dem Umfang der Membran 3 verbunden ist. Der zwischen der Abdeckung 4 und der inneren Fläche der Platte 5 verbleibende Raum ist mit öl gefüllt und steht über eine Leitung 7 mit einem Vorratsbehälter 8 in Verbindung, der eine Flüssigkeit hoher Dichte, wie Quecksilber, enthält.

Der untere Teil des Vorratsbehälters 8 steht über eine Leitung 9» die biegsam ist, mit einem vertikalen Rohr 10 von genau gleichbleibendem Querschnitt in Verbindung, das an seinem oberen Teil ins Freie mündet.

Der Vorratsbehälter 8 hat an seinem oberen Teil eine Füllöffnung 11, die das Einführen von Quecksilber in den Vorratsbehälter und dann das Einlassen von öl gestattet. In

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der Pig. 1 ist das Trenniveau der beiden Flüssigkeiten mit N bezeichnet.

Nachdem eine gewisse Menge von Quecksilber in den Vorratsbehälter 8 hineingegossen wurde, stellt sich das Niveau in diesem Behälter und in dem Rohr 10 in eine horizontale Ebene, die in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist, ein.

Der Kompressionstopf hat eine Auslaßöffnung 13, die es gestattet, die Luft in der Leitung 7 während des Füllens dieser letzteren und des Topfes herauszulassen. Die öffnungen 13 und 11 werden nach dem Füllen geschlossen.

Wenn man nun eine Last Q auf die Platte 5 auflegt, wird in dem Hohlraum 6 ein Kompressionsdruck P erzeugt und vollständig auf das Quecksilber übertragen, dessen Niveau in dem Vorratsbehälter gesenkt wird, während es sich in dem Rohr 10 hebt, bis es beispielsweise die Höhe h über dem Gleichgewichtsniveau 12 bei unbelasteter Wiegevorrichtung erreicht hat. Der auf die Last zurückzuführende Druck P wird also durch den Druck der Quecksilbersäule mit der Höhe h ausgeglichen« Wenn s der Querschnitt des Rohres 10 und d die Dichte des Quecksilbers ist, hat man:

Wenn S die Oberfläche der Abdeckung h ist, gilt die Gleichung § = h'd oder Q = h«S-d.

Da S und d Konstanten sind, sieht man, daß das Quecksilber, das von der Last Q verschoben wurde, durch eine ein-

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fache Längenmessung zu erfassen ist, nämlich die der Höhe h.

Indessen aus Gründen, die weiterhin erläutert werden, zieht man vor, die Höhe der Quecksilbersäule h zu wiegen, da deren Gewicht bis auf einen Proportionalitätsfaktor genau gleich dem Gewicht der Last Q ist.

Dieser Proportionalitätsfaktor kann willkürlich allein durch die Wahl des Durchmessers des Rohres 10 bestimmt werden.

Man versteht, daß die Höhe des Rohres 10 begrenzt sein muß und wenn H die maximale Höhe ist oder darstellt, ist der höchste Gleichgewichtsdruck gleich H*d. Wenn man diesen Wert kennt, ist es möglich, den Durchmesser, der der Abdeckung 4 gegeben werden muß, damit dieser Druck erreicht wird, wenn

die maximale Last auf die Platte 5 aufgelegt wird, zu bestimmen.

Wenn diese Last Q beispielsweise in der Größenordnung der Tonnenkraft ist, wird es vernünftig sein, eine Quecksilbermasse in der Größenordnung eines Hektogramms zu verschieben, so daß man ein übersetzungsverhältnis in der Größen-

Ordnung von erhält.

Um in dem Rohr 10 eine Quecksilbermasse von 100 g Kraft aufzunehmen, ist es infolgedessen notwendig, diesem letzteren einen Querschnitt von s = zu geben.

Es ist zu beachten, daß s nur von dem Wert des gewählten Verhältnisses η abhängt.

Für große Lasten und wenn man nicht den Querschnitt der Abdeckung 4 übermäßig erhöhen will, muß man sehr lange Rohre 10 verwenden, was unerwünscht ist.

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Infolgedessen sieht die Erfindung vor, mehrere Kompressionstöpfe zu verwenden, denen jeweils ein Rohr 10 zugeordnet ist; der auf die Last Q zurückzuführende Druck wird auf die Töpfe über eine Ausgleichplatte 14 verteilt, wie dies die Fig. 3 zeigt. Das Messen des Gewichtes der Last Q erfolgt, indem man die Gewichte der unterschiedlichen Quecksilbermengen, die in den Rohren 10 verschoben werden, addiert und das Resultat mit dem übersetzungsverhältnis η multipliziert.

Eine praktische Ausführung, um eine derartige Wägung durchzuführen, besteht darin, daß man sämtliche Rohre 10 über ein Verbindungsorgan an dem Lastauflegepunkt einer Laufgewichts -Hebelwaage aufhängt.

In dem beschriebenen Beispiel besteht der Hebelarm 16 dieser Waage aus einem Rahmen, der parallele Arme 17 aufweist, die je eine Teilung tragen, und auf jedem dieser Arme kann ein geeichtes Laufgewicht 18 verschoben werden.

Wenn keine Last auf den Kompressionstöpfen aufliegt, muß man das Gewicht der Rohre mit Hilfe eines Tariergewichtes 19 ausgleichen, das auf einem Hebelarm 17' verschiebbar ist, bis der Hebelarm sich horizontal einstellt. Wenn man die Ausgleichplatte auf die Kompressionstöpfe auflegt, entsteht ein Druck; das Quecksilber steigt in den Rohren und das Gleichgewicht ist nicht mehr vorhanden; es ist dann notwendig, erneut den Hebelarm durch Verschieben des Tariergewichts 19 waagerecht einzustellen. Nachdem dieser Arbeitsgang durchgeführt ist, stellt sich ein neues Gleichgewicht ein und man kann dann Wägungen vornehmen.

In die Verbindungsleitungen 7 sind Elektroventile 20 eingeschaltet, die es gestatten, die zugeordneten Kompressions-

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topfe zu isolieren oder abzutrennen, insbesondere während des Auflegens der Last.

überdies gestatten Manometerkontakte 21, die Elektroventile 20 zu schließen, wenn die Last zu groß ist. Diese Manometerkontakte werden in der Weise eingestellt, daß sie wirksam werden, sobald der Druck in der entsprechenden Lei tung den Wert H*d übersteigt.

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Leerseite

Claims (3)

1. _ OL _

   Ansprüche

   I₅/ Wiegevorrichtung, bei der die zu wägende Last auf einen Kompressionstopf aufgebracht wird und in einem Rohr eine Flüssigkeit großer Dichte verschiebt,

   dadurch gekennzeichnet, daß die

   verschobene Flüssigkeit gewogen wird.
2. 2. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1, die in ihrer einfachsten Form einen Kompressionstopf (1) aufweist, der mittels einer Leitung (7), die von einem hydraulischen Fluid durchströmt wird, mit einem Vorratsbehälter (8) mit schwerer Flüssigkeit verbunden ist, dessen unterer Teil über eine biegsame Leitung (9) mit einem vertikalen Rohr (10) mit gleichbleibendem Querschnitt verbunden ist, das ins Freie mündet.
3. 3. Wiegevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (10) am Waagebalken einer Laufgewichts -Hebelwaage (16) hängt.

   k. Wiegevorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Kompressionstöpfe (1) umfaßt, die je einem vertikalen.Rohr (10) zugeordnet sind und daß alle Rohre mechanisch verbunden und am Lastpunkt (15) des Waagebalkens einer Laufgewichts-Hebelwaage (16) angehängt sind.

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