DE654176C

DE654176C - Heavy knife

Info

Publication number: DE654176C
Application number: DEK140184D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-12-01
Filing date: 1935-12-01
Publication date: 1937-12-13

Description

Schweremesser Man mißt Schwankungen der Schwere mit Hilfe von statischen Schweremessern, die in bekannter Weise eine Schraubenfeder und eine Bifilaraufhängung enthalten. Schraubenfeder und Bifilaraufhängung tragen eine Masse, und zwar die Schraubenfeder den weitaus größten Teil. Da eine Änderung der Erdbeschleunigung, z. B. eine Zunahme von g, eine entsprechende Änderung, z. B. Erhöhung, des # Gewichtes der aufgehängten Masse bewirkt, entsteht hierdurch eine Verlängerung der Feder, die durch. die Bifilaraufhängung in eine Drehung um die lotrechte Achse der Feder verwandelt wird.Gravity meter One measures fluctuations in gravity with the help of static Heavy knives, which in a known manner have a coil spring and a bifilar suspension contain. The coil spring and bifilar suspension carry a mass, namely the Coil spring by far the largest part. Since a change in the acceleration of gravity, z. B. an increase in g, a corresponding change, e.g. B. Increase in # weight causes the suspended mass, this creates an extension of the spring, by. the bifilar suspension in a rotation around the perpendicular axis of the spring is transformed.

Für die Ausführung der Messung wird das Bifilargehänge in eine bestimmte Meßlage in der Nähe des Umschlagpunktes gebracht, in welcher sein unteres Ende gegen das obere um etwa 9o° verdreht ist. Diese Verdrillung wird erzeugt durch eine absichtliche Verdrillung der Feder mit Hilfe eines Torsionskopfes. Dabei wächst das Drehmoment der Feder proportional dem Verdrillungswinkel zwischen ihrem oberen und unteren Ende und die graphische Darstellung des Drehinomentes der Feder in Abhängigkeit vom Verdrillungswinkel ergibt eine Gerade, die schwach ansteigt. Das Drehmoment der Feder drillt das Bifilargehänge, so daß in ihm ein entgegengesetztes Drehmoment entsteht, das mit dem Sinus des Drillwinkels des Bifilargehänges wächst; seine Momentenkurve ist also eine Sinuskurve, sie hat bei 9o° einen Höchstwert, verläuft dort parallel zur Abszissenachse und erreicht bei i8o° wieder den Wert Null. Bei 9o° hat das Bifilargehänge demnach einen Umschlagpunkt.To carry out the measurement, the bifilar hanger is inserted into a specific Measurement position brought near the point of transition, in which its lower end against the upper one is twisted by about 90 °. This twist is created by an intentional Twisting of the spring with the help of a torsion head. The torque increases the spring proportional to the twist angle between its upper and lower End and the graphical representation of the torque of the spring as a function from the twist angle results in a straight line that rises slightly. The torque the spring twists the bifilar hanger so that an opposite torque occurs in it arises that grows with the sine of the twist angle of the bifilar hinge; its moment curve So it is a sine curve, it has a maximum value at 90 °, runs parallel there to the abscissa axis and reaches the value zero again at 180 °. At 90 ° it has a bifilar pendulum therefore a transition point.

Ist durch Drehen am Torsionskopf der Feder das Bifilargehänge nahe an den Umschlagpunkt gebracht, so ist der Drillwinkel der Feder im allgemeinen ein ganz anderer. Schwingt das Gehänge, z. B. infolge eines Anstoßes, über den Umschlagpunkt hinaus, so bedeutet dies für die Bifilaraufhängung eine Vergrößerung des Drillwinkels und eine Abnahme des Drehmomentes gemäß der Sinusfunktion und für die Feder eine Abnahme des Drillwinkels und eine Abnahme des Drehmomentes nach einer Geraden. Die Empfindlichkeit der Anordnung hängt vom Verlauf der beiden Drehmomentkurven ab; sie ist um so größer, je kleiner die Differenz der Drehmomente ist, und der Empfindlichkeitsbereich ist um so größer, über einen je größeren Bereich die Differenz der Drehmomente klein bleibt. Bei der beschriebenen Anordnung schneidet die Gerade die- Sinuskurve kurz vor und bald nach dem Umschlagswinkel, die Kurven laufen vor bzw. nach diesen beiden Schnittpunkten rasch auseinander, und da der Anstieg der Kurven grundsätzlich verschieden ist, ändert sich die Differenz der Drehmomente stark. Die Folge ist eine verhältnismäßig kleine Empfindlichkeit, ein kleiner Empfindlichkeitsbereich und starke Neigung zum Kippen.The bifilar hanger is close by turning the torsion head of the spring brought to the point of transition, the twist angle of the spring is generally a completely different. If the hanger swings, e.g. B. as a result of an impact, over the transition point in addition, this means an increase in the twist angle for the bifilar suspension and a decrease in the torque according to the sine function and for the spring one A decrease in the twist angle and a decrease in the torque after a straight line. the The sensitivity of the arrangement depends on the course of the two torque curves; it is greater, the smaller the difference between the torques and the sensitivity range is the greater, the greater the range, the smaller the difference in the torques remain. In the described arrangement, the straight line briefly intersects the sinusoid before and soon after the angle of change, the curves run before and after these two Intersections quickly apart, and since the slope of the curves is fundamentally different is, the difference in the torques changes greatly. The consequence is a proportionate one small sensitivity, a small range of sensitivity and strong tendency to Tilt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht grundsätzlich ebenfalls aus einer Feder, einem Bifilargehänge und einer daran aufgehängten Masse; für die Ver drillung der Bifilaraufhängung ist jedoch eine weitere, als Zugvorrichtung ausgebildete Bifilarvorrichtüngvorgesehen gemäß Fig. i. An der Schraubee@= feder a ist die Masse b aufgehängt; sie wird: zugleich von den Bifilarfäden c getragen, die in der Meßlage dargestellt sind. Die Verdrillting ist bewirkt durch zwei von der Masse nach unten geführte Fäden d, welche einen Bifilarzug darstellen. Dieser Bifilarzug ist eine bei Schweremessern bisher nicht benutzte neue Vorrichtung. Durch Drillung dieses Bifilarzuges z. B. um 9o° wird die Bifilaraufhängung um gol gedreht oder allgemein in eine empfindliche Meljlage gebracht. Die dabei entstehende Drillung der Feder kann durch Nachdrehen aufgehoben werden, so daß die Feder in der Meßlage praktisch torsionslos ist. Die Abmessungen der beiden Bifilareinrichtungen und ihrer Belastungen können so gewählt werden, daß ihre Drehmomentenkurven nahezu denselben Verlauf aufweisen. Die beiden Kurven haben gleichen Charakter; sind beide sinusförmig und können einander so angeglichen werden, daß die Differenz der Drehmomente über einen sehr großen Bereich außerordentlich klein ist. Die Folge ist eine Steigerung der Empfindlichkeit und eine Vergrößerung des Empfindlichkeitsbereiches und eine Verminderung der Kippneigung gegenüber der bekannten Anordnung. Besonders in den Umschlagspunkten, wo beide Kurven parallel zur Abszissenachse laufen, ist die Änderung der maßgebenden Differenz der Drehmomente sehr klein und daher die Empfindlichkeit außerordentlich hoch.The device according to the invention basically also consists of a spring, a bifilar hanger and a mass suspended from it; For the twisting of the bifilar suspension, however, another bifilar device designed as a pulling device is provided according to FIG. The mass b is suspended from the screw @ = spring a; it is: at the same time carried by the bifilar threads c, which are shown in the measurement position. The twisting is brought about by two threads d, which are led down from the mass and form a bifilar line. This bifilar pull is a new device that has not been used in gravity knives. By twisting this bifilar train z. B. by 90 °, the bifilar suspension is rotated by gold or generally brought into a sensitive position. The resulting twisting of the spring can be canceled by turning it afterwards, so that the spring is practically torsion-free in the measuring position. The dimensions of the two bifilar devices and their loads can be chosen so that their torque curves have almost the same course. The two curves have the same character; are both sinusoidal and can be adjusted to one another in such a way that the difference in torque is extremely small over a very large range. The result is an increase in sensitivity and an enlargement of the sensitivity range and a reduction in the tendency to tilt compared to the known arrangement. Especially at the transition points, where both curves run parallel to the abscissa axis, the change in the decisive difference in the torques is very small and therefore the sensitivity is extremely high.

Eine besondere Anordnung stellt Fig. 2 dar. Bei ihr hängt die Masse nicht unmittelbar an der Schraubenfeder, sondern ari einem Torsionsdraht mit sehr kleiner Torsionskraft. Durch diese Vorrichtung wird die trotz des Nachdrehens noch vorhandene Torsionskraft der Feder weiter herabgesetzt, so daß praktisch nur noch die Bifilarvorrichtungen wirksam sind. Das bedeutet eine weitereErhöhung der Empfindlichkeit.A special arrangement is shown in FIG. 2. The mass depends on it not directly on the coil spring, but ari a torsion wire with a very small torsional force. With this device, the is still in spite of the turning existing torsional force of the spring further reduced, so that practically only the bifilar devices are effective. This means a further increase in sensitivity.

Durch Einschaltung von Zugfedern in die Bifilarfäden kann die Justierung erleichtert werden. Die Reihenfolge der wesentlichen . Elemente der Anordnung, nämlich von Feder, Torsionsdraht und Masse; kann sinngemäß geändert werden, und endlich kann die Zugfeder durch eine Druckfeder ersetzt werden mit entsprechenderAnordnung derMasse, derBifilarvorrichtung und des etwa benutzten TorsionsdF4.htes. Temperaturstörungen sind zu bes#hränken durch geeignete Wahl der Baustoffe, d:ürch ihre Bemessung und durch Verwendung von Wärmeschutz und Vakuum. Durch das letztere lassen sich auch störende Auftriebsschwankungen vermeiden.The adjustment be relieved. The order of the essentials. Elements of the arrangement, viz of spring, torsion wire and mass; can be changed accordingly, and finally the tension spring can be replaced by a compression spring with the appropriate arrangement the mass, the bifilar device and any torsion dF4.htes used. Temperature disturbances are to be limited by a suitable choice of building materials, i.e. their dimensioning and by using thermal protection and vacuum. The latter can also Avoid disruptive fluctuations in lift.

Der Ersatz der Bifilareinrichtungen durch Trifilarvorrichtungen erhöht die Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen und Neigung der Apparatur. .The replacement of bifilar devices with trifilar devices increases the insensitivity to vibrations and inclination of the apparatus. .

Statt der Messung der Gleichgewichtslage kann auch die Beobachtung der Schwingungsdauer zur Feststellung der Schwerestörung benutzt werden. Das erfordert andere Beobachtungsmittel, aber die grundsätzlichen Teile der Apparatur bleiben gleich, das ist die Vereinigung einer Feder mit Mehrfachfadengehänge und einer Mehrfachfadenzugvorrichtung, wodurch eine beliebig gestaltbare Angleichung der beiden Drehmomentkurven ermöglicht wird. Im allgemeinen wird es am günstigsten sein, den Umschlagpunkt des Mehrfadengehänges mit demjenigen des Mehrfachzuges zusammenfallen zu lassen.Instead of measuring the equilibrium position, observation can also be used the period of oscillation can be used to determine the severity of the disturbance. That requires other means of observation, but the basic parts of the apparatus remain the same, that is the union of a spring with a multiple thread suspension and a multiple thread pulling device, which enables the two torque curves to be matched as desired will. In general, it will be most convenient to use the turning point of the multi-thread hanger to coincide with that of the multiple move.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heavy knife with a suspended by a spring and a multi-thread suspension; based mass, characterized in that an existing from me for many threads @ traction device (d, d) engages the Mehrfadengehänge, which is equivalent to the inversion of a multi-wire suspension, and by which the twist of the hanger is brought in the measurement position.

2. Heavy knife according to claim i, characterized in that that the spring is not twisted in the measuring position.

3. Heavy knife according to claim i and 2, characterized in that the Törsionskraft the spring by switching on a practically torsion-free thread suspension (e) is switched off. q .. heavy knife according to claims 1 to 3, characterized in that one or both multi-thread devices Tension springs are switched on.