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Vorrichtung zum Anzeigen einer kleinen linearen Bewegung durch eine
stark übersetzte Drehbewegung. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen
einer kleinen linearen Bewegung durch eine stark übersetzte Drehbewegung und besteht
darin, daß die zti messende lineare Bewegung auf die Aufliätigung einer innerhalb
eines nicht homogenen 1lagnetfeldes spielenden Magnetnadel übertragen wird und daß
die bei der Verschiebung der Nadel längs ihrer Drehachse entstehende Drehung gemessen
wird.
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Zu dieser Anordnung verwendet nian vorzugsweise permanenteMagnete,wobei
dieVerschiebung der Magnetnadel im Verhältnis zu diesen Magneten einen Anschlag
der Nadel bewirkt, welcher imVerhältnis zur Bewegung, die den Ausschlag bewirkt,
so groß ist, daß inan z. B. imstande ist, die Biegung einer platte o. dgl. mit einer
Genauigkeit voll ',@,@o"" tntn oder weniger abzulesen. Wird dieses Apparats vsteni
für Waagen verwendet. so vermeidet man unter anderem die rbelstände, welche den
komplizierten Brückenwaagen mit mehreren Schneiden und Hebel-Übertragungen und ungenauen
Federgewichten anhaften, und gleichzeitig werden die Waagen viel einfacher und lassen
sich leichter justieren usw.
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Die Größe des Ausschlages kann man durch Anderung des Polabstandes
verändern. Durch Einstellung der Magnete in solcher Weise. daß die Magnetnadel parallel
zu den Kraftlinien zwischen den beiden oberen oder den beiden unteren ; - oder --Polen
steht, kann man durch Senkung oder Hebung der Magnetnadel hzw. der Magnete einen
Ausschlag bis zu ißo° bewirken. Wird die Magnetnadel in der Mitte zwischen den vier
Polen eingestellt, so wird sie eine Stellung rechtwinklig zu den Kraftlinien einnehmen,
und man erhält dann durch Heben oder Senken der Nadel oder der Magnete Ausschläge
der Nadel bis zu 9o°.
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Die Erfindung kann Verwendung finden zur Messung von Senkungen und
Verschiebungen des Bodens oder von Gebäuden, zur Messung des Wuchses der Pflanzen,
von Ausdehnungsl:oeffi7ienten usw., sowie für feinere und einfachere Waagen, Dynamometer,
Manometer, selbstregistrierende Thermometer, Aneroidbarometer, Haarlivgrometer usw.
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Einige Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
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Abb. i und = stellen eine Waage für gröbere Wägungen, z. B. eine Handelswaage
o. dgl., je im senkrechten Schnitt und in Oberabsicht dar.
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Abb. 3 stellt Einzelheiten dieser Waage dar.
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Abb. d. ist ein senkrechter Schnitt durch eine Vorrichtung zur Messung
des Wuchses der Pflanzen, für feinere Wägungen u. dgl.
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Abb. j ist eine Oberansicht dieser Vorrichtung.
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Bei der in Abb. i und z schematisch dargestellten Waage ruht die Waageschale
26 auf einer Stahlkugel 27, welche durch einen Ring
28 an
ihrer Stelle gehalten wird. Dieser Ring ist an einer dünnen Platte oder einem Streifen
29 von Stahl oder anderem passenden Stoff befestigt, welcher über einem Zylinder
30 festgespannt ist. An dieser Stahlplgtte oder dem Stahlband ist eine senkrechte
Stange 31 befestigt, deren unteres Ende in einer Lagerhülse am Boden des Zylinders
30 so geführt ist, daß eine Auf- und Niederbewegung der Stange 3? möglich ist. An
der Stange 31 sind wagerechte Stangen 32 und 33 befestigt, welche durch Streben
gegeneinander abgesteift sind und durch die Wand des Zylinders 30 in einen
anderen Zylinder 34 hineinreichen. Die Enden der Arme 32 und 33 reichen -ungefähr
bis zur Mitte des Zylinders 3.4 und sind an den Enden mit Achatlagern 35 versehen,
zwischen welchen eine senkrechte Welle 36 gelagert ist, die in ihrer Lage drehbar
ist. An dieser Welle 36 ist ein Zeiger 37 befestigt und weiter eine Magnetnadel38,
welche rechtwinklig zum Zeiger 37 befestigt ist.
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Diametral einander entgegengesetzt sind zwei Hufeisenmagnete 39 und
40 in solcher Weise befestigt, daß die Magnetnadel 38 sich zwischen ihren entgegengesetzten
oberen Polstücken, also parallel zu den Polflächen, befindet. Wie in Abb. 3 dargestellt,
lassen sich diese Hufeisenmagnete in entgegengesetzter Richtung dadurch einander
nähern oder voneinander entfernen, daß sie von Ständern 41, 42 getragen werden,
die sich durch eine Schraube 44 mit Rechts- und Linksgewinde längs einer Führung
43 bewegen lassen. Die Magnete können auch mittels anderer nicht dargestellten Schrauben
o. dgl. gehoben oder gesenkt werden, um sie im Verhältnis zu der -Magnetnadel einzustellen.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Ein auf die Waageschale
26 gelegter Gegentand wird die Platte oder den Streifen 29 mehr oder weniger durchbiegen,
wodurch die Stange 31 nach unten bewegt wird. Hierdurch werden auch die daran befestigten
Arme 32, 33 und die damit verbundene Mahnetnadel38 gesenkt. Durch diese Senkung
der Magnetnadel 38 im Verhältnis zu den Magneten 39 und -o wird die Magnetnadel
38 durch die veränderten Verhältnisse des magnetischen Feldes gedreht. Hierdurch
wird die senkrechte Welle 36 mit dem Zeiger 37 entsprechend gedreht. Diese
Drehung des Zeigers kann auf einer am Rande eines gläsernen Deckels !.6 angebrachten
Skala 45 abgelesen werden. Die Einteilung der Skala 45 ist derart eingerichtet,
daß ihre Ablesung unm ittelbar (las Gewicht des in die Waageschale _2(> gelegten
Gegenstandes angibt. Falls gewünscht, kann man auch auf der entgegengesetzten Seite
des Zylinders 3o einen weiteren Zylinder, entsprechend dem Zylinder 34, anordnen,
in welchen entsprechende Arme 32 und 33 von der Stange 31 hineinreichen, wobei in
der oben beschriebenen Weise auch in diesem Zylinder eine Magnetnadel mit Zeiger
und ein Paar Hufeisenmagnete angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Anordnung derart,
daß die eine Skala 46 (z. B. die in den Zeichnungen dargestellte) zur Ablesung der
Gewichte kleiner Gegenstände, z. B. bis zu 2'/2 kg, eingerichtet ist, während die
andere Skala größere Gewichte angibt.
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Bei der Vorrichtung, welche in den Abb. T und 5 dargestellt ist, ist
r ein Hebel, hergestellt z. B, aus Duraluminium und vom Querschnitt eines nach unten
gekehrten [J. Dieser Hebel ruht mit Hilfe von an den Enden einer Querstange .. angeordneten
Stahlspitzen 3 in Achatlagerschalen 2 an Lagersäulen 5. Der Hebel i wird durch ein
Gewicht 7 im Gleichgewicht gehalten. Dieses Gewicht kann mit= tels Schraubengewinde
nach der einen oder anderen Seite hin am kürzeren Ende des Hebels verschoben werden.
Am längeren Ende des Hebels ist ein steifer Quarzstab oder Quarzfaden io drehbar
befestigt, welcher von einem Rohre 18 umgeben ist. Der Stab oder Faden io trägt
einen Spiegel 6 und eine Magnetnadel 15. An dein unteren Ende des Stabes io ist
ein Bremskörper 17 aufgehängt, der in_ einen mit Alkohol oder einer anderen Flüssigkeit
gefülten Behälter 21 eingetaucht ist, tun die Bewegungen des Stabes io zu bremsen.
Am kurzen Arme des Hebels i ist ein Quarzfaden 8 aufgehängt, welcher eine umgekehrte
Schale 22 trägt. Diese Schale kann an der Spitze 25 einer wachsenden Pflanze o.
dgl. anliegen. Diese Vorrichtung wirkt in der folgenden Weise: Während des Wachsens
der Pflanze schiebt diese allmählich die Schale 22 nach oben, wodurch die Magnetnadel
15 durch Vermittlung des Hebels i eine entsprechende Bewegung nach unten erfährt.
Hierdurch wird die Magnetnadel, durch Einwirkung des permanenten Magnetfeldes der
beiden Magnete 16, entsprechend ausgeschwungen, wodurch der Spiegel 6 um einen entsprechenden
Winkel gedreht wird. Durch Vermittlung einer Lampe 13 und eines Schlitzes 24 in
der Wand des äußeren Schutzmantels i i und einer zwischen der Lampe und dem Spiegel
angebrachten Linse i2 wird ein Lichtstrahl gebildet, welcher von dem Spiege16 zu
einer an der Innenseite des zylindrischen Behälters i i angeordneten Skala 14 reflektiert
wird, welche durch die aus Glas hergestellte Decke dieses Zylinders beobachtet werden
kann. An Stelle dieser Skala kann man auch ein lichtempfindliches Papier oder einen
Film, welcher mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, verwenden,
so
daß man dann photographisch durch den reflektierten Lichtstrahl auf dem Papier eine
kontinuierliche Kurve erhält, welche den Wuchs der Pflanze kontinuierlich angibt.
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Es wird verständlich sein, daß die Vorrichtung in vielen Weisen abgeändert
werden kann, ohne daß man dadurch vom Wesen der Erfindung abweicht. Falls z. B.
die in den Abb. .4 und 5 dargestellte Vorrichtung mit einer Gewichtsschale 9 versehen
ist, kann man sie auch als eine besonders feine 'Waage verwenden.
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In entsprechender Weise kann die Erfindung auch bei Thermometern,
Hygrometern, Barometern, Manometern oder ähnlichen Apparaten verwendet werden. Im
ganzen läßt sich die Erfindung für eine große Anzahl verschiedener Zwecke ausnutzen,
namentlich in solchen Fällen, wo es von Bedeutung ist, außerordentlich kleine Bewegungen
genau zu messen.