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Hydraulische Waage Die Erfindung betrifft eine hydraulische Waage,
bei welcher der durch die Belastung hervorgerufene Flüssigkeitsdruck über ein Zwischenglied
auf eine Lastausgleichvorrichtung beliebiger Art einwirkt und von dieser ausgewogen
wird.
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Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art handelt es sich meist
um Waagen, bei denen die in der Druckkammer befindliche Flüssigkeit weitergeleitet
wird und selbst die Beeinflussung der Lastausgleichvorrichtung vornimmt. Hierbei
können leicht Flüssigkeitsverluste auftreten, die ein falsches Ergebnis bedingen.
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Die Erfindung bezweckt, hier Abhilfe zu schaffen, und sie erreicht
dies durch die Anordnung eines von der Belastung beeinflußten Steuergliedes, das
bei steigender Pressung in der Druckkammer ein höher gepreßtes Druckmittel so lange
auf das den Druck auf die Lastausgleichvorrichtung weitergebende Zwischenglied einwirken
läßt, bis die Pressung an dieser Stelle der von der Belastung herrührenden Pressung
in der Druckkammer praktisch gleich geworden ist. Das Steuerglied zur Zuschaltung
des höher gepreßten Druckmittels kann dabei als Doppelkolben ausgebildet sein, dessen
eine Stirnseite unter dem von der Belastung hervorgerufenen Druck der Kammer steht,
während seine andere Stirnseite unter dem gleichen Druck steht wie das auf die Lastausgleichvorrichtung
einwirkende Glied. Der Doppelkolben ist dabei mit Steuerkanten versehen, welche
die Zuführung des höher gespannten Druckmittels unter das auf die Lastausgleichvorrichtung
einwirkende Glied steuern und gegebenenfalls einen Auslaßkanal öffnen.
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Hat man eine Vorrichtung, bei der die Belastung durch einen in der
Druckkammer verschiebbaren Gleitkolben aufgenommen wird, so kann das das höher gespannte
Druck mittel steuernde Steuerglied aus einem mit dem Gleitkolben unmittelbar verbundenen
Schieber mit entsprechenden Steuerkanten bestehen.
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An sich ist die Verwendung von Kolbenschiebern zum Steuern von Drucldüssigkeit
im Waagenbau bekannt; während aber bei den bekannten Einrichtungen damit die Verschiebung
von Laufgetvichten einer Laufgewichtswaage bewirkt wird, wird im vorliegenden Falle
das Auswiegen einer Belastung einer hydraulischen Meßdose gesteuert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt.
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Die zu wägende Kraft wird in der Einrichtung nach Fig. i von der
Membrane' einer Meßdose aufgenommen. Vom Raum der Meßdose zweigt ein Kanal b ab,
der stirnseitig in einen Hohlzylinder c mündet, von dem eine Rohrleitungd in den
Raum unter einen Kolben e führt. Dieser Kolben e wird von oben durch eine Kraft
belastet, deren Größe jederzeit bestimmbar ist, und zwar entweder durch eine Federspannung
oder durch die Rückhaltekraft einer Pendel- oder einer Balkenwaage. Im letzteren
Fall ist zwischen Kolben e und Angriffspunkt am Waagbalken ein elastisches Zwischenglied,
z. B. eine Feder, eingeschaltet. Im Hohlzylinder c gleitet ein Doppelkolben f, der
mit einer seiner Innenkanten g den Einlaßkanal lt steuert.
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Der Kanal i verbindet bei geöffnetem Einlaßkanal h den letzteren mit
dem Raum hinterdem Kolben J bzw. der Rohrleitung d. Kanal lt ist in ständiger Verbindung
mit einem Preßölspeicher, in welchem stets eine höhere Spannung herrschen muß als
diejeulge der Flüssigkeit in der belasteten Meßdose.
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Die Einrichtung nach Fig. I arbeitet folgendermaßen: Bei Belastung
der Meßdose mit der zu wägenden Kraft wird die Membran a' etwas eingedrückt und
der Druck der Flüssigkeit auf die linke Stirnseite des Kolbens f übertragen. Dieser
Kolben wird dabei nach rechts verschoben und öffnet nun mit seiner Steuerkante g
die beiden Kanäle lt und i. Das Preßöl gelangt jetzt über diese beiden Kanäle und
über die Roihrleitungd unter den Kolben e, drückt ihn nach oben und belastet die
Pendel- oder Balkenwaage mit stetig zunehmender Kraft. Bei einer Laufgewichtswaage
muß dabei das Laufgewicht so lange verschoben werden, bis der Waagebalken einspielt.
Gleichzeitig wirkt die Spannung des Preßöls der Rohrleitung d auch auf die rechte
Stirnseite des Doppelkolbens t ein und steuert diesen nach Überschreitung des Spannungsbetrages
in der Meßdose in die Abschlußstellung zurück. In dieser Stellung ist ein weiterer
Zustrom von Preßöl über h, i und d unter den Kolben e unterbunden. Infolge des Zurücksteuerns
des Kolbens j wird auch die Membran der Meßdose in die ursprüngliche Ausgangsstellung
zuriickgedrängt. Da in dieser Gleichgewichtslage die Flüssigkeitsspannungen unter
dem Kolben e und der Membran a' angenähert gleich sind (die Reibung des Doppelkolbens
f im Zylinder c ist ganz geringfügig), ferner die Durchmesser des Kolbens e und
der Membran in einem festen und bekannten Verhältnis zueinander stehen, ist die
Kraft, mit der der Kolben e nach oben wirkt und die auf der Waage abgelesen werden
kann, ein Maß für die auf die Meßdose wirkende Kraft.
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Als weitere Einzelheit ist noch Kanal k zu erwähnen. Kanal k, der
ins Freie mündet, wird in der Ruhelage bzw. Abschlußstellung des Kolbens f durch
diesen knapp verdeckt.
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Er wird aber bei etwaigem Nachströmen von Preßöl über Kanal i infolge
von undichtem Abschluß durch Kolben f frei gemacht und verhindert, daß die Spannung
unter Kolben e über den Gleichgewichtsbetrag ansteigt. Bei Entlastung der Meßdose
wird der Raum unter Kolben e über Kanal k entleert.
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Ferner ist noch zu erwähnen, daß Kanal i in der den Kanal absperrenden
Abschlußstellung des Kolbens f nicht ganz geschlossen ist. Ein gleichzeitiges Überströmen
von Preßöl aus dem Speicher auf beide Stirnseiten des Doppelkolbens bei etwaigen
Undichtheiten wird dadurch verhindert, und es wird vermieden, daß die Wägung ein
zu hohes, d. h. unrichtiges Resultat ergibt.
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Um einseitige Pressungen des Kolbens j und dadurch Schwergang zu
vermeiden, werden die Kanäle h, i und k je doppelt und einander genau gegenüberliegen,
d angeordnet.
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Fig. 2 zeigt eine grundsätzlich gleich arbeitende Einrichtung. In
diesem Fall erfolgt die Steuerung für den Zutritt des Preßöls aus dem Speicher durch
Kanal h mittels eines Schiebers/', der mit dem von der zu wägenden Kraft belasteten
Kolben a" unmittelbar verbunden ist. Kanal d bildet die stets offene Verbindung
der Räume unter den Kolben a" und e. Kolben e hat die gleiche Tätigkeit zu erfüllen
wie Kolben e in Fig. I. Die Bohrung k führt ins Freie und wird vom Schieberg'in
der Gleichgewichtslage noch abgedeckt. Bei Höhersteigen des Kolbens a" über die
Gleichgewichtslage infolge Zuströmens von Preßöl durch Kanals wegen undichten Schieberabschlusses
wird die Bohrung k freigelegt und dadurch ein weiteres Höhersteigen verhindert.
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Da die Ablesevorrichtung bzw. die eigentliche Lastausgleichvorrichtung
selbst in bezug auf die örtliche Lage vom Angriffspunkt der zu wägenden Kraft weitgehend
unabhängig und die gesamte Einrichtung baulich denkbar einfach und platzsparend
ist, ist ihr Verwendungsgebiet namentlich beim Wägen größerer Kräfte überhaupt ganz
allgemein.
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Die Wahl des Durchmessers des Kolbens e steht vollkommen frei. Daher
ist man in der Lage, die Größe der die eigentliche Lastausgleichvorrichtung beanspruchenden
Kraft auf ein beliebiges Maß herabzudrücken und die bauliche Ausbildung möglichst
leicht zu gestalten, d. h. Werkstoff zu sparen. Die Einrichtung nach Fig. I kann
wegen des außerordentlich geringen Wägespiels zur Messung von Auflagerdrücken statisch
unbestimmter Bauformen, Wagenachsdrücken, ja unter Umständen sogar von Gewölbespannungen
und ferner in Werkstoffprüfmaschinen verwendet werden. Die Verwendung in Prüfmaschinen
an Stelle der sonst oft gebräuchlichen Druckmesser bietet z. B. den Vorteil größerer
Genauigkeit bei Entfall von bei Druckmessern so häufig notwendigen Nacheichungen.
Die Einrichtung nach Fig. 3 dient ganz allgemein zur Wägung größerer und großer
Kräfte, wenn ein Kleinstmaß von Wägespiel nicht unbedingt erforderlich ist.