DE691828C - Aufhaengung empfindlicher Messsysteme - Google Patents

Description

• Aufhängung empfindlicher Meßsysteme Um die Aufhängung der beweglichen Teile von Meßsystemen möglichst empfindlich und reibungsarm zu machen, hat man entweder Lagerung in Schneiden oder zwischen Spitzen verwendet oder bei höheren Ansprüchen Fadenaufhängung gewählt. Bei der Lagerung in Schneiden oder zwischen Spitzen ist die Reibung immer noch beträchtlich.
• Vor allem ist eine gewisse Anlaufreibung unvermeidlich, die zur Folge hat, daß das System sich sprnngweise einstellt. Die Fadenaufhängung dagegen hat den Nachteil großer Esspfiindlichkeit gegen äußere Einflüsse.
• Außerdem ist sie nicht richtkraftfrei. Man hat endlich vorgeschlagen, den beweglichen Teil auf einer Flüssiglçeitsoberíläche schwimmend anzuordnen, erhält dabei aber eine übermäßig große Dämpfung, so daß das System sich äußerst langsam einstellt. Außerdem behält das System seine Lage nicht mit Sicherheit -bei, wird vielmehr, wenn man nicht sehr große Flüssigkeitsoberflächen verwendet, an den Rand des Behälters gedruckt.
• Die Erfindung sucht eine neue Aufhängung oder Lagerung zu schaffen. Sie besteht in der Verwendung eines Flüssigkeitstropfens zur Aufhängung empfindlicher Meßsysteme.
• Es hat sich gezeigt, daß ein Flüssigkeitstropfen infolge der Oberflächenspannung an seiner konvexen Oberfläche in der Lage ist, ein nicht zu schweres System hängend zu halten.
• Die neue Aufhängung zeichnet sich d.adurch aus, daß sie keinerlei Anlaufreibung und eine sehr geringe Dämpfungbesitzt. Man kann auch dafür sagen, daß keinerlei Richtkraft auftritt. Die Aufhängung hat außerdem den Vorteil größter baulicher Einfachheit.
• In einer zweckmäßigen Ausführung wir4-in einer ring- oder muldenförmigen Lagerstelle ein Flüssigkeitstropfen gehalten, in den -der verdickte Fortsatz des beweglichen Systemteils taucht. Der Verdunstung kann man auch dadurch begegnen, daß man für die Flüssigkeit Lösungen hygroskopischez Salze oder Flüssigkeiten verwendet, die mit der Feuchtigkeit der Luft im Gleichgewicht stehen, z. B. Magnesiumchlorid.
• Die neue Aufhängung hat keine Richtkraft, wenn der Tropfen oder der verdickte Fortsatz eine zur Drehachse rotationssyrnmetrische Oberfläche haben, also z. B. Kugelform besitzen. Durch Abweichung von der rotationssymmetrischen Oberfläche des Tropfens und des verdickten Fortsatzes kann man jedoch eine Richtkraft erzeugen, die z. B. zwei um 1800 versetzte stabile Gleichgeuichtslagen und zwei entsprechende, um 900 dagegen -versetzte labile Gleichgewichtslagen hat, wenn man dem Tropfen und dem Fortsatz ungefähr die Förm eines Ellipsoids gibt. Die Form des Tropfens beeinflußt man durch geeignete Gestaltung seiner Lagerstelle.
• Die Entstehung der Richtkraft ist auf die Oberfläclienkraftzurückzuführen, die bekanntlich in dem Sinne wirkt, daß sie ein Minimum der Oberfläche herzustellen sucht. Die stabile Gleichgewichtslage ist durch ein relatives Minimum, die labile Gleichgewichtslage durch ein relatives Maximum der Oberfläche bedingt.
• Die Erfindung ist vorzüglich anwendbar für alle Meßgeräte, bei denen es auf geringe Anlaufreibung und gegebenenfalls auf Richtkraftfreiheit oder eine sehr kleine Richtkraft ankommt. Die Aufhängung eignet sich beispielsweise vorzüglich für Geräte zur Ausmessung magnetischer oder elektrischer Felder, ferner für elektrostatische Spannungsmesser für niedrige Spannungen, bei denen die elektrostatischen I(räfte sehr klein sind.
• Die Zeichnung veranschaulicht einige stus, führungsbeispieie der Erfindung in schematischer Darstellung, und zwar zeigt Abb. 1 eine Seitenansicht und Abb. 2 einen Grundriß einer Ausführungsform, Abb. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausfahrungsform, Abb. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte A usführungsform, Abb. 5 eine Ausführungsform mit doppelter Aufhängung des Systems, Abb. 6 und 7 in Seitenansicht und Grund riß eine Ausführungsform mit künstlich erzeugter Richtkraft, Abb. 8 eine Ansicht der verdickten Achse des Systems von der einen Seite, Abb..g eine Ansicht der Achse von einer um 900 dazu gedrehten Seite und Abb. IO und 1 1 in zwei Längsschnitten eine .lveitere Ausführungsform mit Richtkraft.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. I, die wie alle übrigen Abbildungen in wesentlich vergrößertem Maßstabe dargestellt ist, als den natürlichen Abmessungen-entsp,richt, befindet sich in einem Drahtring I, der mit einem Arm 2 bei 3 befestigt ist, ein Flüssigkeitstropfen 4, in dessen untere konvexe Oberfläche 5 die Achse 6 einer kleinen Magnetnadel 7 mit einem knopfartig verdickten Fortsatz 8 eintaucht. Die Größe des Tropfens kann leicht so gewählt werden, daß die Oberflächenkraft an der Fläche 5 ausreicht, das Gewicht des Systems 6, 7 zu tragen.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist der Drahtring ersetzt durch eine Mulde 9 in einem ebenen BlechIo.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 dient zur Aufnahme des Systems 6, 7 mit seinem Knopf 8 ein Tropfen 1 1, der aus einer kleinen Öffnung 12 eines mit Flüssigkeit gefüllten Behälters I3 nach unten heraushängt.
• Während die Systeme nach den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen im eigentlichten Sinne aufgehängt sind, ist gemäß Abb. 5 ein aus einer Magnetnadel 7 besten des System beiderseits der Nadel zwischen zwei Tropfen 4 eingespannt. Während der obere Drahtring I unbeweglich ist, kann der untere Ring 14 mittels einer Stellschraube 15 zwecks Änderung der Spannung axial verschoben werden.
• Die vorbeschriebenen Ausführungen weisen keinerlei Richtkraft und keinerlei Anlaufreibung auf, weil die Oberflächen des Tropfens 4 und Fortsatzes 8 zur Schwerachse rotationssymmetrisch sind. Bei der Ausführung nach Abb. 6 und 7 dagegen hat die Aufhängung eine Richtkraft, weil der zur Aufnahme des Tropfens I6 dienende Ring I5 elliptische Form besitzt und entsprechend der Knopf 17, mit dem die Achse 6 in den Tropfen eintaucht, länglich gestaltet ist, wie insbesondere Abb. 8 und 9 zeigen. Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. IO und II hat entsprechend der Tropfen 16 eine unrunde Gestalt durch geeignete Formung der Mulde 18 an der Unterseite eines Flüssigkeitsbehälters 13 erhalten, wobei die Mulde durch eine kleine Bohrung 19 mit dem Behälterimlern verbunden ist.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Die Verwendung eines Flüssigkeits tropfen;s zur Aufhängung emlpfindlicher Meßsystemle.
2. 2. Ausführung einer Aufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen durch Adhäsion oder Kohäsion in einer ring- oder muldenförmigen Lageristelle gehaltenden Flüssigkeitstropfen, in den der verdickte Fortsatz der Welle des beweglichen Systemteils taucht.
3. 3. Ausführung einer Aufhängung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Anwendung von Flüssigkeiten oder Salzlösungen, die hygroskopisch sind und deren Feuchtigkeitsgehalt mit dem der Luft im Gleichgewicht stellt.
4. 4. Aufhängung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Fiüssigkeitsbehälter mit einer kleinen Öffnung, an der sich der Tropfen ausbildet.
5. 5. Ausführung einer Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß zwecks Erzeugung einer Richtkraft die Lagerstelle des Tropfens und der verdickte Fortsatz der Welle des beweglichen- Systems so gestaltet sind, daß die Oberfläche des Tropfens und der Verdikkung nicht rotationssymmetriscl-i zur Drehachse sind.