DE577969C - Einrichtung zur Bestimmung der Kenngroesse eines Materials, z. B. des Gewichts pro Flaecheneinheit von band- oder blattfoermigem Material - Google Patents
Einrichtung zur Bestimmung der Kenngroesse eines Materials, z. B. des Gewichts pro Flaecheneinheit von band- oder blattfoermigem MaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Kenngröße eines Materials
bzw. von deren Abweichungen von einem bestimmten Sollwert, insbesondere zur Feststellung
des Gewichts je Flächeneinheit von Blattmaterial und von laufenden Materialbändern
bzw. von deren Gewichtsabweichungen. Es ist bereits bekannt, den dielektrischen Wert eines Materials mittels eines erregenden
Hochfrequenzschwingungskreises und eines geschlossenen Empfangsstromkreises, die induktiv oder kapazitiv gekoppelt sind, zu
messen. Namentlich ist es auch nicht mehr neu, in einer Einrichtung der hier in Betracht
kommenden Art einen auf ein Meßinstrument einwirkenden und mit Kondensatorplatten für
den Durchgang des zu prüfenden Materials ausgestatteten Empfängerkreis induktiv oder
kapazitiv mit einem Erregerschwingungskreis zu koppeln und im Meßinstrument Materialbzw.
Gewichtsabweichungen durch die von diesen abhängigen Änderungen in der Kapazität
des Kondensators anzeigen zu lassen, nachdem ein Probestück von Sollwert zwisehen
die Kondensatorplatten eingelegt und der Empfängerkreis mit dem Erregerkreis auf
einen bestimmten Grad von Resonanz derart abgestimmt worden ist, daß dabei das Meßinstrument
auf eine Nullmarke einspielt.
Die Neuerung bei einer solchen Meßanlage besteht nun in erster Linie darin, daß
zwecks Abstimmung der beiden Schwingungskreise auf jenen Resonanzgrad beim Einstellen
auf eine bestimmte Materialprobe im Empfängerkreis ein veränderlicher Hilfskondensator
und ein Kondensator mit Feineinstellung (Vernier-Kondensator) zu dem das Prüfungsmaterial umschließenden Hauptkondensator
parallel geschaltet sind.
Dabei kann parallel zum Hauptkondensator und den Hilfskondensatoren ein Kontrollkondensator
vorgesehen sein, der bei Anschaltung eines Hilfskondensators von Hand oder automatisch
zwecks Prüfung der Abstimmung der Schwingungskreise in den Stromkreis eingeschaltet
wird und eine solche Kapazität besitzt, daß bei ausgeschaltetem Hilfskondensator
und weder durch ein Probestück noch durch, zu prüfendes Material belegtem Hauptkondensator
der Stromkreis die gleiche Frequenz annehmen kann, wie sie der Hilfskondensator
bei eingelegtem Normalprobestück erteilt.
Weiter kann das automatische Ausschalten des veränderlichen Hilfskondensators und
das gleichzeitige Einschalten des Kontrollkondensators durch eine von dem Prüfungsmaterial gesteuerte elektromagnetische Vorrichtung
erfolgen.
Weitere Neuerungen der gekennzeichneten Einrichtung werden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung erläutert werden, die den Ge-
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genstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel zur Bestimmung von Gewichten
nach dem Strommeßverfahren veranschaulicht.
Abb. ι zeigt in schaubildlicher Darstellung einen Apparat, durch den das laufende Gewicht
einer sich bewegenden Bahn gemessen und angezeigt werden kann; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen in Verbindung
mit diesem Apparat benutzten Kondensator nach der Linie 2-2 der Abb. 1; Abb. 3
ist ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2; Abb. 4 ist ein Schaltschema der elektrischen
Stromkreise; Abb. 5 zeigt eine schaubildliche Darstellung einer Einzelheit; Abb. 6
ist eine schematische Darstellung eines abgeänderten Empfangskreises, der mit einerselbsttätig wirkenden Kontrollvorrichtung
versehen ist; Abb. 7 zeigt gegenüber der Abb. 6 eine abgeänderte Ausführung der Kontrollvorrichtung; Abb. S ist eine schaubildliche
Darstellung der Kondensatoren nach Abb. 7; Abb. 9 ist ein Querschnitt durch das Meßinstrument, wobei die Leitungen aus
Gründen der Klarheit weggelassen sind; Abb. 10 veranschaulicht in teilweiser Darstellung
eine Abänderung eines Teiles nach Abb. 9; Abb. n zeigt einen Schnitt nach der
Linie 15-15 der Abb. 10; Abb. 12 ist eine teilweise
Darstellung einer weiteren Abänderung; Abb. 13 veranschaulicht ein Schaltungsschema
einer anderen Anordnung der elektrischen Stromkreise gegenüber der in Abb. 4 dargestellten; Abb. 14 zeigt in einer
schaubildlichen Darstellung einen Teil der in Abb. 13 schematisch dargestellten Einrichtung;
Abb. 15 ist ein Schnitt durch den Korrekturkandensator nach Abb. 13 und 14.
Bei der Bauart nach Abb. 1 bis 3 ist 20 ein starrer U-förmiger Rahmen, in dessen unterem
vertieftem Teil die eine Platte 21 eines Kondensators auf geeigneten Isolierpfeilern
22 gelagert ist. Die obere Fläche der Platte 21 liegt zweckmäßig etwas unter den oberen
Rändern der Seitenflansche 23 des Rahmens, um zu verhindern, daß das zu untersuchende
Material in Form eines Blattes oder Bandes 24 über die obere Flasche dieser Platte schleift
und diese abnutzt, wodurch der Abstand der Kondensatorplatten geändert würde. Der
Rahmen oder das Gestell besteht aus zwei miteinander durch Schrauben 25 verbundenen
Teilen, von denen der obere mit einem Deckel
26 versehen ist. Durch geeignete Dtirchlochungen dieses Deckels 26 und des Steges
27 sind Pfeiler 28 geführt, an deren unterem Ende die andere Kondensatorplatte 29 starr
befestigt ist. Diese Pfeiler 28 sind in den Durchlochungen verschiebbar, und sie werden
an ihren oberen Enden in einer Platte 30 gehalten. Stellschrauben 31 bestimmen den Abstand
der Kondensatorplatten 28 und 29 voneinander.
Zuweilen kommt es vor, daß ein größerer Abstand zwischen den Kondensatorplatten erforderlich
ist, um dicken Teilen des Materials zu ermöglichen, ungehindert hindurchgehen zu können, wie dies z. B. bei Verbindungsstellen
in dem Material der Fall ist. Zu diesem Zwecke kann die Platte 29 gehoben und wieder in genau dieselbe Lage gegenüber der
Platte 21 gesenkt werden. Bei der dargestellten Ausführung ist ein Handhebel 32 vorgesehen,
der bei 33 an einer starren Schiene 34 gelagert ist, die an einer Stirnplatte 35 des
oberen Gestellteiles sitzt. Der Hebel 32 ist mit einem Schlitz versehen und ist durch
einen Zapfen 36 mit einem oder mehreren Augen 37 gelenkig verbunden, die von der
Platte 30 aus nach oben vorragen. Das freie Ende dieses Hebels 32 ist mit einem zu seiner
Betätigung von Hand dienenden Griff versehen. Damit die Kondensatorplatte 29 nach
ihrem Heben von selbst langsam in ihre Anfangslage zurückgeht, ist mit dem Handhebel
32 ein Dämpfer 39 verbunden. Ein Leitungsdraht 40, der von dem Gestellteil 20 isoliert
ist, steht mit der Kondensatorplatte 21 in elektrischer Verbindung und erstreckt sich
durch den Gestellteil 20 hindurch nach dem Meßinstrument, während ein Leitungsdraht
41, der an dem Gestellteil 20 befestigt und durch diesen in elektrischer Verbindung mit
der Platte 29 steht, ebenfalls nach dem Meßapparat geführt ist. Diese Leitungsdrähte
haben einen genügend großen Abstand voneinander, um Zwischenkapazitätseffekte zu
vermeiden, die die Genauigkeit des Meßinstrumentes nachteilig beeinflussen wurden. Es
ist besonders wichtig, daß die Leitung 40 in sich starr und so befestigt ist, daß sie gegenüber
dem geerdeten Metall festliegt, da eine Änderung ihrer Lage eine Änderung in der
Leitungskapazität und daher eine Änderung des angezeigten Wertes im Instrument 44,44'
hervorrufen würde.
In Abb. 4 ist ein erregender Hochfrequenzschwingungskreis S dargestellt, der aus einer
71/2~Watt-Röhre γγ mit konstantem oder veränderlichem
Gitterwiderstand 78 besteht und von einem Emphasenstromkreis 79 von 110 Volt Spannung und 60 Perioden gespeist
wird, der mit der Primärwicklung 80 eines Transformators verbunden ist, dessen Sekundärwicklung
81 der Anode (der Röhre) eine Spannung von 550 Volt aufdrückt, während
eine zweite Sekundärwicklung 82 eine angemessene Spannung für den Heizfaden entwickelt,
dessen Strom durch den Rheostaten geregelt wird, wobei ein Voltmeter 84 zwisehen
die Fadenklemmen geschaltet ist. Die übliche Rückkopplungsspule 85 ist einstellbar,
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falls der Gitterwiderstand .konstant ist. In
Reihe mit der Induktanz 85' ist ein einstellbarer Kondensator 86, die Primärwicklung 43
und ein Amperemeter 87 geschaltet, während parallel zur Sekundärwicklung Si ein Nebenschlußkondensator
88 liegt, der eine feststehende Kapazität haben kann. Ein Voltmeter
Scj ist parallel zu der Primärspule 80 geschaltet,
und das Gehäuse 48 (Abb. i) nimmt die drei Instrumente 84, 87 und 8g auf.
Mit dem Sendekreis 6" ist mehr oder weniger lose ein geschlossener Empfangsschwingungskreis
R induktiv gekoppelt, und zwar mittels der Primärspule 43 des Erregerkreises
und einer Sekundärspule 42 im Empfangskreis. Die Spule 42 liegt parallel mit einem Thermoamperemeter 44; zu dem
innerhalb seiner Platten 21, 29 das zu untersuchende
Material 24 aufnehmenden Meßkondensator C sind ein veränderlicher Kondensator
45 sowie ein Kondensator 46 mit Feinstellung fVernier-Kondensator) parallel geschaltet.
Die Arbeitsweise des Apparates ist kurz die folgende.
Die Eigenfrequenz des Empfangskreises R ist, wenn sich das zu prüfende Material zwischen
den Platten des Kondensators C befindet, etwas verschieden von der Frequenz des
Erregerkreises S, dieser jedoch genügend nahe, um einen meßbaren induzierten Strom
zu erzeugen. Der Stromfluß durch den Kreis R wird durch das Meßinstrument 44,
im vorliegenden Falle ein Thermoamperemeter, das mit einem Zeiger 44' versehen ist,
angezeigt. Jede Veränderung in der Kapazität des Kondensators C, die durch eine
Veränderung in dem Gewicht oder einer andern Kenngröße des Blattmaterials 24 verursacht
wird, ändert die Eigenperiode des Empfangskreises und ergibt eine entsprechende Änderung des im Instrument 44
angegebenen Wertes.
Da die Plattenflächen des Prüfkondensators konstant sind, so ist die Masse des dazwischen
befindlichen Bandes unmittelbar proportional dem Gewicht des Bandes je Flächeneinheit. Wird seine Zusammensetzung
als konstant angenommen, so bilden infolgedessen die Änderungen in der Kapazität
ein Maß für die Änderungen des laufenden Gewichtes des Bandes.
Die Einstellung des Abstandes der Kondensatorplatten voneinander auf einen bestimmten
Betrag, der größer ist als die größte Dicke des zu untersuchenden Materials, ermöglicht
einen freien Durchgang des Bandes und schaltet gleichzeitig den Zwischenraum als eine veränderliche Funktion in der Kapazitätsmessung
des Kondensators aus.
Eine Umwandlung der Instrumentalablesungen in Pfunden pro Flächeneinheit
o. dgl. wird sehr einfach erzielt durch eine Zwischeneichung.
Das Strommeßverfahren ist den anderen Verfahren vorzuziehen; in den meisten :.
Fällen ergibt es besondere Vorteile, wenn die induktiven und kapazitiven Verhältnisse in
den beiden Stromkreisen derart bemessen werden, daß Veränderungen durch das zu untersuchende Material ganz auf einer Seite . ·
des Resonanzpunktes liegen.
Von* Zeit zu Zeit ist es erforderlich, das normale Verhalten des Apparates zu kontrollieren,
wenn kein festes Dielektrikum zwisehen den Kondensatorplatten 21 und 29 vorhanden
ist. Für diese Kontrolle des Ltiftdielektrikums ist ein veränderlicher, vorher
eingestellter Kondensator 47 vorgesehen, der bei Meßbetrieb ausgeschaltet ist. Die Kontrolle
erfolgt durch Ersatz des Kondensators 45 durch den Kondensator 47, wobei dies entweder von Hand (Abb. 4 und 5) oder automatisch
erfolgen kann (Abb. 6 und 7).
Eines der verschiedenen Mittel zur Er-Setzung des Kondensators 45 durch den Kondensator
47 von Hand ist in Abb. 4 und 5 veranschaulicht. Hier wird der an der Innenseite
des Gehäuses 48 angeordnete Kondensator 45 (Abb. 9, 10) durch den Arm 49 go
gesteuert, der mit der Welle 50 verbunden ist, die die Drehplatten des Kondensators 45
trägt, an der Außenseite des Gehäuses sich befindet und mit der Skala 50' zusammenwirkt.
Innerhalb des Gehäuses sitzt auf der Welle 50 ein Nocken 51, der mit dem federnden
Schalterglied 52 zusammenwirkt, das durch den Isolierblock 53 mit dem Schalterglied
54 in Wirkungsverbindung steht. Die Pole des Kondensators 45 sind für gewöhnlieh
mit den Schaltergliedern 52, 54 verbunden, und der Kondensator 45 selbst liegt parallel zu dem Kondensator C.
Die Pole des Kondensators 47 sind mit den Federklinken 57 bzw. 58 verbunden, die für
gewöhnlich außer Berührung mit den Schaltgliedern 52 bzw. 54 sich befinden; jedoch
machen die letzteren, wenn der Arm 49 in die Nullage gedreht wird, Kontakt mit den Klinken
57, 58, wodurch der Kontrollkondensator 47 parallel zu dem Kondensator C geschaltet
wird, wobei der Vernier-Kondensator 46 stets in dem Stromkreis verbleibt. Da der Kondensator 45 praktisch sich in seiner
Nullage (Abb. S) befindet, wenn der Kontrollkondensator 47 in den Stromkreis gelegt
wird, so ist das Resultat dasselbe, wie wenn der Kondensator 45 aus dem Stromkreis ausgeschaltet
wäre, wobei die Kapazität zwischen den Rändern der Rotor- und Statorplatten des Kondensators 45 vernachlässigt
werden kann und in jedem Fall konstant ist.
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Der Arm 49 kann mit einem Zeiger 49' versehen sein, der mit dem weichen Metall, aus
dem die Skala besteht, zusammenwirkt, so daß die definitiven Kondensatoreinstellungen
ständig durch den Eindruck dieser Spitze in das Metall des Zifferblattes aufgezeichnet
werden können, obgleich dies nicht wesentlich ist, da ja die Skalaablesung bei einer
definitiven Kondensatoreinstellung notiert und ίο aufgezeichnet werden kann.
Bei dieser Ausbildung des Apparates ist die einzige Einstellung, die gewöhnlich bei
der Gewichtsmessung vorgenommen wird, diejenige mittels dieses Armes 49; wenn der
Apparat einmal geeicht ist, besteht diese Einstellung darin, daß der Arm 49 auf bestimmte,
vorher eingeprägte oder aufgezeichnete Stellen eingestellt wird, die bei der Eichung gefunden worden sind und den
verschiedenen normalen Mustern der Materialien von bestimmter Dicke und Zusammensetzung,
die verglichen werden sollen, entsprechen. Der Zweck dieser Maßnahmen ist der, den Empfangskreis so einzustellen,
daß das Anzeigeinstrument 44 einen Nullpunkt in der Mitte seiner Skala angibt, wenn
das in Frage stehende zu wiegende Material das normale Gewicht hat.
Es kommt zuweilen vor, daß nach der Eichung des Instrumentes Änderungen infolge
Abnutzung der Teile (Korrosion u. dgl.) eintreten, so daß eine gewisse Einstellung (die
durch die eingeprägten Stellen oder Punkte auf der Skala angegeben sein kann) nicht genau
mit dem Nullpunkt des Instrumentes übereinstimmt. Infolgedessen sind Mittel
vorgesehen, die die Vornahme geringer Korrekturen ermöglichen. Zu diesem Zweck wird
der Vernier-Kondensator 46 verwendet, der parallel zu dem veränderlichen Kondensator
45 und dem Kondensator C liegt und durch einen Knopf 59 an der Außenseite des Gehäuses
48 eingestellt wird. Für gewöhnlich wird der Knopf 59 nicht berührt, jedoch wird
er betätigt, wenn es nötig ist, geringe Fehler in der Eichung zu korrigieren, die nach derselben
auftreten können.
Bei der Bauart nach Abb. 6 wird der Ersatz des Kondensators 45 durch den Kontrollkondensator
47 automatisch mittels des elektromagnetisch betätigten Schalters 60 bewirkt, dessen Stromkreis 72, 73 durch das Schleifoder
Rollorgan 61 gesteuert wird, das auf dem Blattmaterial aufruht und mit der Leitplatte
62 bei nicht eingesetztem Material Kontakt macht, wodurch der Stromkreis des Solenoids
Ö3 von der Batterie 64 geschlossen wird und der für gewöhnlich die Platten 65, 66 überbrückende
Schalter 60 sich nach rechts bewegt und die Platten 6y, 68 verbindet, wodurch
der Kondensator 45 aus dem Stromkreis ausgeschaltet und der Kontrollkondensator 47 eingeschaltet wird. Das Kontaktorgan
61 kann natürlich, ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen, eine beliebig
andere Ausführung besitzen als in Abb. 1; es können viele Ausführungsformen von durch
die Schwerkraft betätigten Kontakten oder Schalfern angewendet werden; Hauptsache
ist, daß, wenn die Bahn 24 unter der Rolle 61 hindurchgegangen und somit kein Material
zwischen den Platten des Kondensators C vorhanden ist, der Arm 69 unter der Wirkung
seines Eigengewichts den Stromkreis schließt.
In Abb. 7 ist eine andere Anordnung für den automatischen Ersatz des veränderlichen
Kondensators 45 durch den Kontrollkondensator 47 veranschaulicht; diese Anordnung
hat gegenüber der nach Abb. 6 den Vorteil, daß der veränderliche Kondensator 45 während
der Kontrolle nicht aus dem Stromkreis ausgeschaltet zu werden braucht. Gemäß dieser
Ausführung erregt der Kontakt, der bei nicht vorhandenem Material zwischen dem Reiter 61 und seiner Platte 62 hergestellt
wird, den Elektromagneten 74, der den Schalter 75 betätigt. Hierdurch legt der Schalter
75 den Kontrollkondensator 47 und den veränderlichen Kondensator 76 parallel zu dem
Kondensator 45 und dem Kondensator C.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Kondensatoren 45 und j6 auf derselben
Welle 50 angeordnet, und ihre Platten liegen in solcher Winkelbeziehung zueinander,
daß die Bewegung des Armes 49 die Kapazitat des Kondensators 76 um denselben Betrag
erhöht, um den die Kapazität des Kondensators 45 verringert wird, so· daß, wenn beide
Kondensatoren durch den Schalter 75 parallel zueinander gelegt sind, die Summe ihrer Kapazitäten
für irgendeine Lage des Armes 49 konstant bleibt.
Abb. 8 zeigt eine für diesen Zweck verwendbare Bauart, wobei die Welle der beiden
Kondensatoren in Abb. 7 als Isolierglied dargestellt ist, das die Drehplatten beider Kondensatoren
trägt.
Bei den Bauarten nach Abb. 6 und 7 ist anstatt der unmittelbaren Kontakte ein Relais
benutzt, um zuverlässige staubfreie Kontakte von zu vernachlässigendem Widerstand in den
Kondensatorstromkreisen zu bekommen. Meist ist es erwünscht, die automatische Kontrolle
anzuwenden, da auch für den Fall, daß kein Material geprüft werden soll, der Kontrollkondensator
automatisch angibt, ob der normale Zustand vorhanden ist oder nicht.
Während der Erreger- und Empfangsschwingungskreis sowie deren Kopplung in
irgendeiner der verschiedenen bekannten Arten ausgeführt werden können, so ist doch für
diejenigen Fälle, in denen der Strom aus den
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Kraft- oder Lichtleitungen (dem Netz) entnommen wird, diejenige Art am zufriedenstellendsten,
welche geeignet ist, durch die Wahl gewisser kritischer Werte auftretende Schwankungen in der aufgedrückten Spannung
auszugleichen, wobei dieser Ausgleich so ist, daß innerhalb naher Grenzen das Meßinstrument
für irgendeine aufgedrückte Spannung innerhalb des Arbeitsbereichs dieselbe
»ο Ablesung für dasselbe Muster in dem Kondensator
C geben wird. Wenn die Spannung des das Instrument speisenden Stromkreises
möglichst genau aufrechterhalten wird, so werden irgendwie gekoppelte Schwingungs-
und Empfangskreise genaue Resultate ergeben.
Wenn sich die Materialmenge zwischen den Platten des Kondensators C nicht sehr viel
von Muster zu Muster unterscheidet, wie z. B.
beim Wiegen von auf bestimmten Kalandern erzeugtem Kautschuk, kann die Kopplung ein
für allemal auf einen gegebenen maximalen oder abgestimmten Ausschlag eingestellt werden,
der weit genug von dem Ausschlag bei dem dünnsten auftretenden Blatt entfernt ist,
so daß bei dem dicksten Blatt der maximale Ausschlag noch genügend groß sein wird, um
den Ausschlag in einen richtigen Teil des Abstimmungsbereichs zu bringen. In diesem
Fall wird die empirische Einstellung des Kondensators 45 durch den Arm 49 auf eine Kapazität
derart vorgenommen, daß der mittlere Ausschlag bei irgendeinem Muster noch an einer Stelle abgelesen werden kann, die einem
befriedigenden. Arbeiten des Instruments entspricht.
Andererseits wird es bei derart großen Unterschieden in den Gewichten der zwischen
den Platten des Kondensators C laufenden Bahnen, wie sie bei dem Messen der verschiedenen
Gewichte von Schreibpapier, das auf derselben Papiermaschine gemacht werden soll, gewöhnlich nötig werden, die Kopplung
und infolgedessen den Bereich der Skala zu ändern, um alle möglichen Papiere zu wiegen,
weil sonst die Kapazitätsänderung so groß werden kann, daß bei irgendeiner richtigen
Einstellung für das dünnste Papier der Ausschlag über die Skala hinausgeht, wenn
das dickste Papier zwischen den Platten des Kondensators C hindurchgeht. Es gibt zwei
zweckmäßige Wege zur Änderung der hier beschriebenen Kopplung. Es ist nicht praktisch,
solche Änderungen experimentell in der Papierfabrik zu machen, was auch keine der
besagten Methoden erfordert. Die eine Methode verwendet einen Apparat, bei dem die
Kopplung in mehreren Punkten eingestellt werden kann, von denen jeder zu einer genauen
Wiedereinstellung fähig ist und jeder bei dem Messen von Papieren verwendet werden
kann, die innerhalb eines gewissen Gewichtsbereichs liegen. Bei der andern Methode
wird die Kopplung durch die Einstellung des Kondensators 45 zur Wiederherstellung
der Nullablesung für ein gegebenes Papiergewicht auf einen Wert eingestellt, der
genau oder annähernd zu dem Gewicht dieses Materials paßt.
Bei der zuerst genannten Konstruktion ttnd Methode wird die Kopplung in der Fabrik auf
einen bestimmten Punkt eingestellt, der eine genaue Wiedereinstellung ermöglicht und
ständig mit einer gewissen Stufe der Kondensatoreinstellung für Papiere von dem leichtesten
bis zu einem vorher bestimmten Gewicht in gegenseitiger Beziehung steht. Für den nächstfolgenden Dickenbereich wird ein
zweiter bestimmter Punkt vorgesehen und gebraucht und für noch größere Bereiche möglicherweise
ein dritter. Selbstverständlich können mehr als drei Punkte verwendet werden,
jedoch ist dies bei den üblichen Schreibpapiersorten gewöhnlich nicht erforderlich.
Diese Änderungen in der Kopplung liegen nicht in der Natur der progressiven empirischen
Eichungseinstellungen, um experimentell ungefähr eine gewisse Ablesung unter gewissen Verhältnissen zu erzielen. Im
Gegenteil wird die Kopplung bei der Anfangseinstellung in der Fabrik auf einen bestimmten
Punkt für Papiere zwischen· festgelegten Dicken eingestellt, wobei derselbe
Punkt genau wiedereingestellt werden kann. Für den nächstfolgenden Dickenbereich wird
ein zweiter bestimmter Punkt und für noch höhere Dickenbereiche ein dritter benutzt. Es
können natürlich auch mehr als drei Punkte benutzt werden.
Die Gültigkeit der verschiedenen Eichungsoder Kalibrierungspunkte bei den Einstellun-
gen des Zeigers 49 beruht auf der Kopplung, die so eingestellt wird, daß sie dem Gewicht
des laufenden Papiers entspricht, wobei die Eichung für ein bestimmtes Gewicht anfänglich
mit dieser Kopplung vorgenommen worden ist. Daher muß die Einstellung derart
sein, daß sie die Neigung zu Fehleinstellungen auf das kleinste Maß vermindert, wie z. B.
solcherart, wie sie in Abb. 10 und π dargestellt ist und später beschrieben wird.
Es ist erwünscht, daß ein Teil des Kondensators 45, wie er in Abb. 4 bis 8 gezeigt
ist, für sich angeordnet wird, um ihn, wenn die Kopplung zweckmäßig durch dieselben
Kontrollmittel, geändert wird, stufenweise einzuschalten, so daß der durch den Schwingarm
gesteuerte Teil keine so große Kapazität hat, daß die Feineinstellung schwierig
wird.
Dies kann in geeigneter Weise dadurch bewirkt werden, daß man verschiedene der
Statorplatten des Kondensators 45 mit Kon-
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taktpunkten91, 92,93 verbindet (Abb. ίο, 11)
und auf der Welle 94, durch die die Kopplung zwischen den Kopplungsspulen 42 und 43 geändert
wird, einen Schalter 95 anordnet, der mit den Kontaktpunkten zusammenwirkt, so daß bei Änderung der Kopplung die Kapazität
des Kondensators verändert wird.
Im dargestellten Falle trägt die Welle 94 eine Schnecke 96, die in das Schneckenrad 97
der Welle 98 eingreift, auf der die Primärwicklung 43 angeordnet ist.
Wenn das Gewicht des Papiers in dem Kondensator C bis zu einem solchen Grade
zunimmt, daß ein gegebener Verlust in dem '5 Empfangskreis und infolgedessen eine Resonanzkurve
mit resonanter Ansprechung und zu geringer Größe erzeugt und es daher erforderlich
wird, die Kopplung zwischen 42, 43 durch Drehen der Welle 94 mittels des Knop- *-o fes 99 o. dgl. zu ändern, so wird die Kapazität
des Kondensators 45 in entsprechender Weise und gleichzeitig verringert, wobei so derselbe
Nullpunkt ein relativ niedriger Punkt auf . einer höheren Kurve bleibt. Wie oben festgestellt,
braucht dieser Teil der Kapazität des Kondensators, der durch den Arm 49 gesteuert
wird, bei dieser Anordnung nicht so groß zu sein, daß er die feine Einstellung desselben schwierig macht.
Zweckmäßig wird der Schalter 95 mit einem \?orsprung 100 versehen, der in eine
Rast an jedem der Kontaktpunkte 91, 92, 93 eingreift, um so die Lage der Welle 94 und
damit den Grad der Kopplung für jede Veränderung der Kapazität des Kondensators 45
festzulegen.
Abb. 12 zeigt Mittel, durch welche die Änderung in der Kapazität mit gleichzeitiger
Änderung in der Kopplung anstatt stufenweise allmählich ausgeführt werden kann. In
dieser Abbildung sind die Drehplatten des Kondensators 45 auf der Welle 101 angeordnet,
die das Zahnrad 102 trägt, das in das Zahnrad 103 der Welle 104 eingreift, die mittels
des Knopfes 105 drehbar ist, wobei die Anordnung eine solche ist, daß eine Anzahl
von Umdrehungen der Welle 104, z. B. zwanzig, eine vollständige Umdrehung der Welle
ιοί bewirkt. Es sind außerdem Mittel zum
Anzeigen der Anzahl Umdrehungen der Welle 104 vorgesehen, die im vorliegenden Fall von
einem Zähler 106 gebildet werden, der durch einen Stift 107 betätigt wird, welcher mit
einem Speichenrad 108 der Welle des Zählers zusammenwirkt.
Die Ziffern auf dem Zählerzylinder erscheinen unter dem Fenster 109 in dem Kasten 48,
und es ist eine Skala 110 so angeordnet, daß sie sich mit der Welle 104 dreht, so daß die
ganzen und teilweisen Umdrehungen der Welle 104 sowie die Einstellung des Kondensators
45, die den Zeiger des Instruments 44 in die Nullage bringen, schnell bestimmt
werden können.
Es ist daher zu verstehen, daß die Ablesung des Zählers und der Skala die Ab- ΓΙ
esung "der Skala 50' bei der Ausführungsform nach Abb. 1 ersetzt.
Die die Kopplungsspule 43 tragende Welle 98 steht in irgendeiner geeigneten Weise mit
der Welle 101 in Wirkungsverbindung, so ■-:
daß die Winkellage der Spule 43 gegenüber der Spule 42 für jede Einstellung des Kondensators
45 verändert wird. In dem vorliegenden Fall verbinden die Kegelräder 111 die
betr. Wellen.
Mittels der Konstruktion nach Abb. 12 wird die Kopplung zwischen dem Erregerund
.Empfangskreis allmählich oder fortlaufend mit Änderungen in der Kapazität des
Kondensators 45 verändert, um Änderungen in elektrischen Verlusten auszugleichen, die
die Folge von Unterschieden im Gewicht und oder in der Beschaffenheit des zu prüfenden
Materials sind.
Bei der schematisch in Abb. 13 dargestellten Einrichtung ist eine Vorkehrung getroffen,
um die elektrischen Verluste auszugleichen, die eine Folge der Unterschiede in der
Art bzw. in dem Gewicht des zu prüfenden go Materials sind. Dies wird dadurch erreicht,
daß man die Kopplung zwischen dem Erreger- und Empfangsstromkreis selbsttätig ändert gleichzeitig mit der Einstellung des
veränderbaren Kondensators 45, um dem Empfangskreis bei irgendeinem Probestück lies Materials im Kondensator C innerhalb
des betrachteten Bereichs im wesentlichen denselben abgestimmten bzw. Maximalstrom
zu geben, als wenn irgendein anderes Probestück innerhalb desselben Bereichs eingelegt
wäre. Somit wird bei einem sehr schweren Probestück der Teil der gesamten Stromkreiskapazität,
der die Folge von der Kapazität eines festen Dielektrikums mit hohem Verlust ist, beträchtlich erhöht, und die
Stärke der Kopplung — in diesem Falle eine kapazitive Kopplung — wird gerade genügend
vergrößert, um die erhöhten Verluste auszugleichen und den gewünschten Resonanzstrom
zu erhalten, beispielsweise einen solchen, der den Zeiger 44' des Instruments um io° in Angaben der Stromanzeigung über
die letzte markierte Einstellung der Skala hinausführt. Wenn andererseits das' Probestück
in C sehr leicht ist, so daß der Teil der totalen Empfangskreiskapazität infolge der
Kapazität des festen Dielektrikums mit hohem Verlust verhältnismäßig klein ist, so
wird die Kopplung in der Stärke oder der Kapazitätswirkung gerade ausreichend verringert,
um die verminderten Verluste aus-
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zugleichen und denselben Resonanzstrom wie vorher zu erhalten. In ähnlicher Weise wird
bei den dazwischenliegenden Gewichten des ■ festen Dielektrikums im Kondensator C in
jedem Fall die Stärke der Kopplung lediglich durch Einstellung des Kondensators 45 auf
den Resonanzpunkt bis zu einer Stärke eingestellt, daß der in Resonanz befindliche
Strom derselbe ist wie in jedem der beiden Grenzfälle. Es wird somit derselbe Zweck
erreicht, der durch die Bauart nach Abb. 12 angestrebt wird.
In dem erörterten Fall unterscheidet sich die Vorrichtung zum Koppeln des Empfangs-
oder Sekundärkreises mit dem Primärkreis von den in Abb. 12 und in Abb. 4 und 6 dargestellten
Einrichtungen dadurch, daß die Kopplung durch die Kapazität 114 und durch
die in Abb. 13 dargestellte Kapazität 115
anstatt durch die Induktanzen 43-42 der Abb. 4 und 6 bewirkt wird.
Die Verwendung einer kapazitiven anstatt einer induktiven Kopplung hat einen wesentlichen
Vorteil zur Folge, wenn, wie im vorliegenden Fall, die Einstellung dadurch erfolgt,
daß weder sich bewegende Leitungen noch Schleifkontakte vorhanden sind, von denen jeder eine Fehlerquelle enthalten kann,
wenn eine Bewegung stattfindet.
In Abb. 13 bezeichnet 6" einen Erregerschwingungskreis,
der in seinen wesentlichen Merkmalen dem Stromkreis .S" in Abb. 4 entspricht,
mit der Ausnahme, daß die Pole des Heizstromkreises bei G geerdet sind und der
Anodenkreis, anstatt durch eine Leitung mit dem Heizstromkreis verbunden, geerdet ist
und eine Drosselspule 112 sowie einen Blockkondensator
113 aufweist, der die üblichen Funktionen, der Begrenzung der hochfrequenten
und niederfrequenten Ströme auf ihre richtigen Stromkreise ausführt. Ein Blockkondensator
123 kann zwischen der Anode der Röhre 77 und der Induktanz 85' eingeschaltet
werden. Wenn auch bei dieser An-Ordnung ein geringer Ableitungsstrom durch das Thermoamperemeter 44 fließt, so ist er
konstant und so gering, daß er vernachlässigt werden kann.
Der Empfangsstromkreis R ist allgemein dem entsprechenden Stromkreis R der Abb. 4
gleichartig, mit der Ausnahme, daß verschiedene Teile dieses Stromkreises, wie bei
G angedeutet, anstatt durch Leitungen miteinander verbunden, geerdet sind. Die Erde G
bezeichnet somit eine Leitungsverbindung mit dem metallischen Gehäuse 48.
Der Empfangskreis R' ist mit dem Erregerkreis S' durch den Kondensator 114
kapazitiv gekoppelt, dessen eine Klemme mit dem einen Ende der Induktanz 42 verbunden
ist, während die andere mit einem Punkte der Induktanz 85' zwischen deren
Enden in Verbindung steht.
Die in den Stromkreisen 85', 86, 87 und G entwickelten Hochfrequenzschwingungen werden
somit durch die erwähnte kapazitive Kopplung auf den Empfangskreis R' übertragen.
In Nebenschluß zu dem Kondensator 114 liegt ein Vernier-Kondensator 115, dessen bewegliche
Platten auf der Welle 116 sitzen, die die beweglichen Platten des veränderbaren
Kondensators 45 trägt.
Wie aus Abb. 14 und 15 hervorgeht, besteht
die Welle 116 aus zwei Teilen, die durch eine Isoliermuffe 117 miteinander gekoppelt
sind, wobei beide Seiten des Kondensators unter Spannung stehen. Der Kondensator
115 kann eine ortsfeste Platte 120 aufweisen,
die von einem Arm 121 aus isolierendem Material getragen wird, während seine
andere Platte 123 mit der Welle 116 drehbar ist.
Die Platte 123 ist auf die Platte 120 zu
bzw. von ihr hinweg einstellbar und kann in einem Winkel zu ihr eingestellt werden.
Zu dem angegebenen Zweck ist die Welle 116 mit Feingewinde versehen, und die Platte
123 ist an dem Ende einer Muffe 124 befestigt, die in entsprechender Weise mit In- 9"
nengewinde versehen ist. Der gegenüberliegende Endteil der Muffe 124 verläuft nach
außen konisch, ist mit Gewinde versehen und nach innen geschlitzt, um federnde Backen
herzustellen. Diese Backen können nach 95* innen gedruckt werden, um die Muffe auf der
Welle 116 durch eine Mutter 125 festzuklemmen,
die mit der Welle in Eingriff tritt.
Wie oben auseinandergesetzt, werden Unterschiede in der Art des zu prüfenden Materials,
wie beispielsweise bei Papier, die dielektrischen Verluste in dem Kondensator C verändern
und demzufolge die Abstimmung des Empfangskreises sowie die Gestalt und die Steilheit
der Resonanzkurve verändern; je größer hierbei das feste Dielektrikum des Kondensators
C ist, um so größer „wird der dielektrische
Verlust sein. Um diese Unterschiede in diem dielektrischen Verlust auszugleichen,
der eine Folge aus den Verschiedenheiten in der Art des zu prüfenden Materials ist, wird
die Kopplung zwischen den beiden Stromkreisen durch den Vernier-Kondensator 115
fortschreitend verändert, dessen Rotor auf derselben Welle wie der Rotor des beweglichen
Teiles des veränderbaren Kondensators 45 sitzt, so daß die erwähnte Veränderung gleichzeitig
mit der der Einstellung des Kondensators 45 eintritt. Wenn beispielsweise ein Probestück von sehr schwerem Papier zwisehen
die Platten des Kondensators C eingeführt wird, so wird die Kapazität des Konden-
578969
sators 45 verringert, um dem Stromkreis eine bestimmte Spannung zu erteilen und den Zeiger
des Instrumentes 44 in seine Nullstellung zu bringen; zu gleicher Zeit wird die Kapazität
desVernier-Kandensatorsii5 selbsttätig
erhöht, um die. Kopplung zwischen den beiden Stromkreisen zu vergrößern, so daß der Strom
an dem Resonanzpunkt des Empfangskreises, wie dies durch das Instrument 44 angezeigt
wird, mit dem mit dem Kondensator C vereinigten Probestück derselbe oder annähernd
derselbe ist, wie dies der Fall wäre, wenn ein Probestück aus leichtem Papier in den Kondensator
eingeführt würde.
Die Beschaffenheit und die Einstellung des Vernier-Kopplungskondensators 115 auf dei:
Welle des Einstellkondensators 45 ist hierbei so, daß der Strom und demzufolge die Ablenkung
des Instruments 44 an dem Resonanzpunkte so nahe wie möglich über den gewünschten
Arbeitsbereich der dielektrischen Materialverluste auf einem konstanten Wert
erhalten wird. Die Platten dieses Vernier-Kondensators sind sowohl im Winkel als auch
im Abstand gegeneinander einstellbar, und es kann somit eine gute Annäherung an eine
konstante Resonanzablenkung erzielt werden.
Wenn das Instrument einmal geeicht ist, so
werden diese Einstellungen verriegelt.
Infolge der Bewegung, die die Kapazität dos Kondensators 45 verringert, wird die Kapazität
des Kondensators 115 und demzufolge die Kopplung erhöht. Der Grund hierfür ist
* klar: '
Je mehr die gesamte sekundäre Kapazität eine Luftkapazität ist, um so kleiner wird die
Kapazität des festen Dielektrikums sein und je höher wird der Scheitel der Resonanzkurve
liegen, vorausgesetzt, daß die; anderen Teile dieselben sind, so daß, wenn ein Teil dieser
Luftkapazität 45 fortgenommen wird, um für die erhöhte Kapazität des festen Dielektrikums
in C Platz zu schaffen, alsdann die Kopplung entsprechend erhöht wird, wenn der Resonanzscheitel
auf einem unveränderten Wert gehalten wird.
Der veränderte Kondensator 115 hat in Verbindung
mit dem Kondensator 114 dieselbe Wirkung, die man durch Änderung der Kopplung
der Abb. 12 zu erreichen bestrebt ist, hat aber den großen Vorzug, daß er keine beweglichen
Leitungen erfordert.
Claims (6)
- Patentansprüche:i. Einrichtung zur Bestimmung der Kenngröße eines Materials bzw. von deren Abweichungen von einem bestimmten Sollwert, insbesondere zur Feststellung des Gewichts je Flächeneinheit von Blattmaterial und von laufenden Materialbändern bzw. von deren Gewichtsabweichungen, bei der ein auf ein Meßinstrument einwirkender und mit Kondensatorplatten für den Durchgang des zu prüfenden Materials ausgestatteter Empfängerkreis induktiv oder kapazitiv mit einem Erregerschwingungskreis gekoppelt ist und nach seiner Abstimmung auf einen bestimmten Grad von Resonanz mit dem Erregerkreis, bei der ein Probestück von Sollwert zwischen den Kondensatorplatten eingelegt und das Meßinstrument auf seine Nullmarke eingestellt wurde, etwaige Materialbzw. Gewichtsabweichungen durch die von . diesen abhängigen Änderungen in der Kapazität des Kondensators an dem Meßinstrument anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abstimmung der beiden Schwingungskreise (R und S) auf einen bestimmten Resonanzgrad beim Einstellen auf eine bestimmte Materialprobe im Empfängerkreis (R) ein veränderlicher Hilfskondensator (45) und ein Kondensator mit Feineinstellung (Vernier-Kondensator 46) parallel zu dem das Prüfungsmaterial (24) umschließenden Hauptkondensator (C) geschaltet sind.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Hauptkondensator (C) und den Hilfskondensatoren (45,46) ein Kontrollkondensator (47) vorgesehen ist, der bei Ausschaltung des Hilf skondensators (45) von Hand oder automatisch zwecks Prüfung der Abstimmung der Schwingungskreise (R und S) in den Stromkreis eingeschaltet wird und eine solche Kapazität besitzt, daß bei ausgeschaltetem Kondensator (45) und weder durch ein Probestück noch durch zu prüfendes Material (24) belegtem. Hauptkondensator (C) der Stromkreis die gleiche Frequenz annehmen kann, wie sie der veränderliche Kondensator (45) bei eingelegtem Normalprobestück erteilt.
- 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Ausschalten des veränderlichen Kondensators (45) und das gleichzeitige Einschalten des Kontrollkondensators (47) durch eine von dem Prüfmaterial (24) gesteuerte elektromagnetische Vorrichtung (61 bis 68 bzw. 74, 75) erfolgt.
- 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kapazität des veränderlichen Kondensators (45) und des Vernier-Kondensators (46) bei eingelegtem Probestück eine bestimmte Frequenz bedingen, während die Kapazitäten des Kontrollkondensators Γ47) und des Vernier-Kondensa-578969tors (46) so gehalten sind, daß sie die gleichen Frequenzen bewirken, wenn weder ein Probe- noch ein Prüfstück eingelegt ist.
- 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, um beim Einschalten des Kontrollkondensators (47) ein Ausschalten des veränderlichen Kondensators (45) zu vermeiden, mit diesem ein ebenfalls zum Hauptkondensator (C) parallel geschalteter, veränderlicher Kondensator (76) mechanisch gekuppelt ist und daß dessen Platten gegenüber denen des veränderlichen Kondensators (45) derart versetzt angeordnet sind, daß die Summe ihrer Kapazitäten bei allen Einstellungen konstant ist.
- 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung des Erregerkreises (S) mit dem Empfangskreis (R) kapazitiv durch einen Kondensator (114) erfolgt, der mit einem zweiten Kondensator (115) elektrisch verbunden ist, der wiederum mit dem parallel zum Hauptkondensator (C) liegenden veränderlichen Hilfskondensator (45) mechanisch gekuppelt ist, so daß gleichzeitig die Kopplung zwischen den Stromkreisen (R und S) mit der Einstellung des Hilfskondensators (45) geändert wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2583229A GB335691A (en) | 1929-08-24 | 1929-08-24 | Improvements in apparatus for making the foundation of pneumatic tyre covers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE577969C true DE577969C (de) | 1933-06-19 |
Family
ID=10234061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1928577969D Expired DE577969C (de) | 1929-08-24 | 1928-02-03 | Einrichtung zur Bestimmung der Kenngroesse eines Materials, z. B. des Gewichts pro Flaecheneinheit von band- oder blattfoermigem Material |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE577969C (de) |
FR (1) | FR699874A (de) |
GB (1) | GB335691A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH598679A5 (de) * | 1976-10-29 | 1978-05-12 | Bbc Brown Boveri & Cie |
-
1928
- 1928-02-03 DE DE1928577969D patent/DE577969C/de not_active Expired
-
1929
- 1929-08-24 GB GB2583229A patent/GB335691A/en not_active Expired
-
1930
- 1930-07-29 FR FR699874D patent/FR699874A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR699874A (fr) | 1931-02-20 |
GB335691A (en) | 1930-10-02 |
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