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Parallelführung, insbesondere für die schwingende Masse eines Beschleunigungsmessers
Zur Messung von Beschleunigungen sind Geräte bekannt, die im wesentlichen aus einer
an- einem Rahmen federnd aufgehängten Masse bestehen, welche mit einer Anzeigevorrichtung
zusammenwirkt, die die Schwingungen der Masse in bezug auf den Rahmen erkennen läßt.
Wird das Instrument auf eine der Beschleunigung unterworfene Unterlage gestellt,
so bleibt die Masse vermöge ihrer Trägheit gegenüber dem Rahmen zurück, so daß aus
den Ausschlägen der Anzeigevorrichtung die Beschleunigung der Unterlage ersehen
werden kann. Bei den bisher bekannten Geräten dieser Art hat man die Masse an einer
Anzahl radial verlaufender Spiralfedern aufgehängt. Diese Art der Aufhängung der
Masse ist nachteilig, da die Masse hierbei nicht genau parallel geführt ist und
infolgedessen auch seitliche Schwingungen ausführen kann, die die Meßergebnisse
verfälschen können. Auch durch Aufhängen an Membranen oder radial verlaufenden Federn
lassen sich diese Nachteile nicht beheben, weil hierdurch keine einwandfreie Parallelführung
der Masse erreicht wird. Eine mechanische Parallelführung würde aber Energie verzehren
und daher fälschend auf das Meßergebnis einwirken.
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Eine diese Nachteile vermeidende Parallelführung wird durch die Erfindung
erreicht, die im wesentlichen darin besteht, daß bei Aufhängung der schwingenden
Masse an Blattfedern diese ein Vieleck einschließen und die Verbindungslinien von
den Befestigungspunkten der Blattfedern an der Masse zu den Befestigungspunkten
am Rahmen in ein und demselben Sinne um die Achse der schwingenden Masse verlaufen.
Durch diese Art der Aufhängung wird eine strenge Parallelführung erreicht; seitliche
Bewegungen der Masse sind ausgeschlossen. Werden, die Ausschläge der Masse so groß,
daß sich durch das Hochziehen der Federn eine Verkürzung der Entfernung zwischen
den Befestigungspunkten an der Masse und den Befestigungspunkten am Rahmen bemerkbar
macht, so können sich diese Verkürzungen nur als Drehung der Masse um ihre geometrische
Achse auswirken.
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Für Beschleunigungsmesser ist diese Parallelführung besonders dadurch
zweckmäßig, daß sie eine hinreichende, vollkommen freie Bewegung der Masse zuläßt,
ohne irgendwelche Reibungsverluste zu verursachen, und trotzdem gestattet, die zweckmäßig
zylindrisch oder prismatisch gestaltete Masse in einem so engen zylindrischen oder
prismatischen Gehäuse schwingen zu lassen, daß zwischen der Innenwandung des Gehäuses
und der Außenwandung der Masse nur gerade so viel Luft bleibt, wie erforderlich
ist, um Reibung zu vermeiden.
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Wesen und Wirkungsweise der Erfindung geht aus dem in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiel hervor, dessen Abb. x einen Beschleunigungsmesser
mit erfindungsgemäß parallel geführter Masse von oben gesehen nach Abnahme des Deckels
zeigt, während Abb. z
einen Schnitt nach der Linie C-D der Abb.
i darstellt.
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Der Beschleunigungsmesser besteht aus dem Gehäuse i, in dem die schwingende
Masse 2 aufgehängt ist. Wird das Gehäuse i, welches zweckmäßig aus einem Mantel
mit zylindrischer Bohrung und den angeschraubten Deckeln 3 und q. besteht, auf eine
schwingende Unterlage aufgestellt, so gerät die Masse 2 in entsprechende Schwingungen.
Die Masse 2 ist bestrebt, gegenüber dem Gehäuse x entsprechende Schwingungen auszuführen,
so däß durch die Spitzen der Schrauben 5, 6 entsprechende Drücke auf Kohlesäulen
übertragen werden, die in der schwingenden Masse untergebracht sind. Hierdurch wird
der Widerstand in Stromkreisen entsprechend geändert, so daß die Stromänderungen
als Maß für die auftretenden Beschleunigungen dienen können. Eine eingehendere Beschreibung
dieser Einrichtungen erübrigt sich, da sie nicht Gegenstand dieser Erfindung bilden.
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Erfindungsgemäß ist nun die Masse 2 an den beiden Grundflächen mittels
vier Blattfedern 7 aufgehängt, wie aus Abb. i zu ersehen. Die Verbindungslinien,
gerechnet von den Befestigungspunkten g der Blattfedern 7 an der Masse 2 zu den
Befestigungspunkten 8 am Rahmen i, schließen ein Vieleck ein und verlaufen, in ein
und demselben Sinne um die Achse der schwingenden Masse 2 herum. Es ist ohne weiteres
ersichtlich, daß die Masse 2 nur solche Bewegungen ausführen kann, daß sich deren
Achse in sich selbst verschiebt, gleichgültig, mit wieviel Federn. die Masse in
der dargestellten Art befestigt ist, wenn die Zahl der Federn, nur wenigstens drei
beträgt. Die Ausschläge, die die Masse selbst ausführt, sind bei Beschleunigungsmessern
jedenfalls so klein, daß bei diesen Schwingungen eine Verkürzung der senkrechten
Projektion der Blattfedern 7 sich praktisch nicht bemerkbar macht. Aber selbst wenn
bei anderen Verwendungsarten die Masse größere Bewegungen ausführt, so daß eine
merkliche Verkürzung der senkrechten Projektion der Blattfedern auftritt, so kann
hierdurch nur eine Drehung der Masse um ihre eigene Achse bewirkt werden. Die bewegte
Masse wird daher unter allen Umständen genau parallel geführt, ohne daß irgendwelche
Gleitführungen oder ähnliche Reibungsverluste verursachende Einrichtu>ggen erforderlich
wären. Handelt es sich darum, eine zylindrische Masse in einem Hohlzylinder reibungsfrei
parallel zu führen, so kann- der Abstand zwischen der Außenfläche der Masse und
der Innenfläche des Zylinders so klein sein, wie es bei Vermeidung jeder Reibung
möglich ist.
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Die Parallelführung nach der Erfindung mittels tangential angeordneter
Blattfedern bietet gegenüber den -bisher -bekannten Führungen folgende wesentliche
Vorteile. Wird die Masse z. B. infolge von Ungenauigkeiten bei Herstellung und Zusammenbau
in axialer Richtung gegenüber der Sollage verstellt, so wird die Rückstellcharakteristik
hiervon nicht berührt, da sich eine Verkürzung der Aufhängefedern aus den genannten
Gründen durch Drehung der Masse um ihre geometrische Achse vollkommen ausgleicht.
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