DE817823C - Dynamisch ausgewuchtete Waage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine dynamisch ausgewuchtete Waage, d. h. auf eine Waage, die praktisch einerseits unempfindlich zu den vom Erdboden kommenden Schwingungen ist und andererseits unempfindlich gegen Stöße und Kräfte ist, welche auf die Waagschale ausgeübt werden, wenn der zu wiegende Körper auf die Schale aufgelegt oder von ihr abgenommen wird, selbst wenn dieses Auflegen systematisch auf verschiedene

ίο Stellen der Waagschale erfolgt, die auf der waagerechten Projektion bestimmt sind. Im folgenden soll jedesmal der Ausdruck Lagen der Waagschale verstanden werden dahin, daß es sich um bestimmte Lagen lediglich in der waagerechten Projektion handelt. Außerdem wird der Ausdruck Waage in

der folgenden Beschreibung benutzt, um irgendeine Wiegevorrichtung zu bezeichnen, jedenfalls bezieht sich die Erfindung besonders auf solche Wiegevorrichtungen, bei welchen der Schwerpunkt der Waagschale und der Schwerpunkt des Gegengewichtes oder der resultierende Schwerpunkt, wenn es sich um mehrere Gegengewichte handelt, sich nur wenig längs einer senkrechten Linie verschieben können oder längs einem Teil eines sich in einer vertikalen Ebene befindlichen Kreises, wobei dieser Teil des Kreises eine vertikale Tangente besitzt und wobei der Radius des Kreises groß genug ist, damit der verfolgte Weg als eine Gerade betrachtet werden kann.

Man kennt ein einfaches Mittel, um eine Waage

praktisch gegen Schwingungen des Bodens unempfindlich zu machen, das darin besteht, die Verbindung mit dem Boden durch eine gedämpfte elastische Aufhängung zu erzielen. Aber dann ,haben einerseits die Stöße, welchen der Träger vor dem Wiegen über der Waagschale ausgesetzt ist, und andererseits das Gewicht des zu wiegenden Körpers, wenn dieser auf die Schale aufgelegt wird, einen störenden Einfluß auf das Ergebnis der Wägung.

ίο Die Stöße rühren vom Abheben des vorher gewogenen Körpers und vom Auflegen eines nächsten Körpers auf die Schale her. Wohlverstanden werden die zu wiegenden Körper in senkrechter Richtung mit Vorsicht zugeführt, und sie werden in gleicher Weise wieder abgenommen, denn nur in dieser Weise sind die Störungen am geringsten; es ist aber verständlich, daß trotz allem Stöße entstehen, welche um so stärker sind, je schneller diese Handhabungen ausgeführt werden. Durch diese Stöße ergeben sich Schwingungen des Trägers, von denen gewisse für den genauen Betrieb der Waage unerwünscht sind.

Wenn der zu wiegende Körper auf die Schale aufgelegt wird, so beeinflußt er die anfängliche Stellung des Trägers. Diese beiden Arten von Kräften (Stöße und Gewichte) sind praktisch senkrecht und gehen durch den Schwerpunkt des zu wiegenden Körpers. Sie haben Angriffspunkte, welche in einem gewissen Kreislauf sich ändern, wenn der zu wiegende Körper systematisch in verschiedenen Lagen der Waagschale zugeführt wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß diese beiden Arten von Kräften keine merkbaren Störungen auf das Ergebnis der Wägung hervorrufen, wenn der Schwerpunkt des zu wiegenden Körpers verschiedene Lagen einnimmt.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Anordnung so ausgeführt, daß die von den genannten Kräften (Stöße und Gewicht) herrührenden Schwingungen keine Drehkomponenten besitzen, welche senkrecht zur vertikalen Ebene stehen, die einerseits den resultierenden Schwerpunkt der Schale und des zu wiegenden Körpers und andererseits den Schwerpunkt C₀ des oder der zur Auswuchtung dienenden Gegengewichte enthält.

Zweckmäßig werden folgende Maßnahmen getroffen:

i. Die Aufhängung ist derart, wenn ein Kräftepaar auf den gesamten aufgehängten Teilen langsam und allmählich, so daß die daraus entstehende Bewegung mit vernachläseigbaren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfolgt, ausgeübt wird, wobei die gesamten auf der Aufhängung liegenden Teile sich um eine der Hauptachsen der Horizontal- und Zentralträgheitsellipse der aufgehängten Teile zu drehen streben, werden alle diejenigen Punkte, welche auf der Hauptachse liegen, und insbesondere der Schwerpunkt der Trägheitsellipse unbeweglich bleiben.

Es ist bekannt, daß die zentrale und horizontale Trägheitsellipse der Schnitt des zentralen Trägheitsellipsoids in einer horizontalen Ebene ist, die durch den Schwerpunkt C₀ der aufgehängten Teile

hindurchgeht; die Hauptachsen dieser Ellipse werden nachstehend durch XX' und YY' bezeichnet.

2. Das Verhältnis

Elastizitätsmoment in bezug auf XX'
Elastizitätsmoment in bezug auf YY'

ist gleich dem Verhältnis

Trägheitsmoment in bezug auf XX'
Trägheitsmoment in bezug auf YY'

Das Elastizitätsmoment in bezug auf XX' und YY' wird mit Hilfe der folgenden Betrachtungen bestimmt:

Wenn man auf irgendeinem elastisch aufgehängten Körper, bei welchem die oben unter 1. angegebene Bedingung verwirklicht ist, ein Kräftepaar anbringt, wobei der Körper sich um die Achse XX' oder YY' zu drehen strebt, so besteht ein konstantes Verhältnis zwischen dem Wert dieses Kräftepaares und dem Drehwinkel um diese Achse, und zwar mindestens für kleine Drehwinkel. Dieses Verhältnis nennt man Elastizitätsmoment in bezug auf XX' oder YY'.

3. In dem Falle, wo die elastische Aufhängung außerdem mit einer Dämpfungseinrichtung versehen ist, muß außer den angegebenen Bedingungen das Dämpfungssystem derart sein, daß, wenn man sogar schnell auf die aufgehängten Teile ein Kräftepaar wirken läßt, wobei die aufgehängten Teile sich um eine der Achsen der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse zu drehen streben (wobei die resultierende Bewegung mit genügenden Geschwindigkeiten vor sich geht, damit das Dämpfungssystem eine nicht vernachlässigbare Reaktion hat), so dreht sich das gesamte System um diese Achse so wie vorher, wobei alle Punkte, welche auf dieser Achse liegen, und insbesondere der Schwerpunkt unbeweglich bleiben.

4. Das Verhältnis

Dämpfungsmoment in bezug auf XX'
Dämpfungsmoment in bezug auf YY'

ist gleich dem Verhältnis

Trägheitsmoment in bezug auf XX'
Trägheitsmoment in bezug auf YY'

Das Dämpfungsmoment ist seinerseits durch das Verhältnis des Kräftepaares bezüglich XX' oder YY' zur Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Körpers um XX' oder YY' bestimmt.

5. Die Projektionen der verschiedenen Verlegungen des Schwerpunktes C„ ( = C_al oder C_fl2) des zu wiegenden Körpers auf die Horizontalebene liegen auf einer Ellipse, welche einerseits ähnlich liegend (homothetisch) zur Zentral- und Horizontalträg- iao heitsellipse ist und weiche andererseits durch die Senkrechte des Schwerpunktes C₉ der aufgehängten Teile geht. Diese Ellipse soll nachstehend Lageellipse genannt werden.

6. Da der Schwerpunkt C,- der leeren Waagschale irgendeine Stelle einnehmen kanu, so liegt der

Schwerpunkt C_c des oder der Gegengewichte auf der Geraden, welche C\, mit dem Punkt X₁ verbindet, welcher symmetrisch zu C₉ in bezug auf den Mittelpunkt der Lageellipse ist, da das Verhältnis

Abstand C_c X_x
Abstand C₀ C₀

gleich dem Verhältnis ^- ist,

wobei p das Gewicht der leeren Schale und P das Gewicht des zu wiegenden Körpers ist. ίο Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungslxiispieles noch näher erläutert, wobei sich weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben.

Die Abb. ι, ι a, 2 und 3 sind schematische Ansichten, die die oben angegebenen Maßnahmen im Prinzip darstellen. Die Abb. 1 a ist eine in etwas größerem Maßstab gezeichnete Darstellung der Federn und der entsprechenden Dämpfungsvorrichtung für die Aufhängung der in Abb. 1 dargestellten Grundplatte.

Die Abb. 4 und 5 zeigen jeweils im Grundriß und im Schnitt gemäß der Linie V-V eine Ausführungsform einer dynamisch ausgewuchteten Waage gemäß der Erfindung.

Es ist bekannt, daß jede Schwingungsbewegung eines aufgehängten und nicht gedämpften Körpers sich in sechs Elementarsinusschwingungen zerlegen läßt, die voneinander unabhängig sind und die die verwickelte Gesamtschwingung darstellen. Jede dieser Elementarbewegungen kann entweder eine Ver-Schiebung oder eine Drehung sein oder auch gleichzeitig eine Verschiebung und eine Drehung. Die Frequenzen dieser Elementarbewegungen sind jeweils durch die Massen und die Federn gegeben, die den Körper und die Aufhängung bilden, wobei die Amplituden und die Phasen ganz beliebig sein können.

Eine Aufhängung genügt der in der Einleitung unter 1. erwähnten Bedingung, wenn eine der sechs Elementarbewegungen eine Drehung um die große Achse AA'' der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse ist und eine zweite Elementarbewegung ebenfalls eine Drehung um die kleine Achse YY' der genannten Ellipse ist.

Was die unter 2. aufgeführte Bedingung anbetrifft, so ist sie erfüllt, wenn die lxiiden Elementardreh-Ijewegungen um Λ'Λ" und YY' mit derselben Frequenz vor sich gehen.

In dem besonderen Fall, wo die Aufhängung ausschließlich durch senkrechte Federn erfolgt, kann man in derselben Weise wie die Zentral- und Horizontalträgheitsellipse eine Ellipse bestimmen, welche man als Elastizitätsellipse bezeichnen kann, indem man die Kräfte, welche durch die senkrechten Federn für eine gegebene elastische Veränderung der Länge dieser Federn, und zwar für eine gleichwertige Veränderung der Länge aller Federn erzeugt werden, dadurch ersetzt, daß solche Massen derart angeordnet sind, dal.l sie diesen Kräften proportional sind und daß sie an den entsprechenden Schnittpunkten der Wirkungslinien der Federn mit der waagerechten Ebene, die durch den Schwerpunkt der aufgehängten Körper hindurchgeht, angebracht sind. Wenn man eine vorbestimmte Elastizitätsellipse voraussetzt, so ist es möglich, eine Kombination von Federn zu finden, durch die sich die genannte Ellipse ergibt.

Aus der unter 2. genannten Bedingung, kombiniert mit der Bedingung unter 1. ergibt sich dann, daß die Gesamtanordnung der die Aufhängung bildenden Federn einer Elastizitätsellipse entsprechen soll, die konzentrisch und ähnlich liegend (homothetisch) der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse verläuft.

Im Falle einer gedämpften Aufhängung wird die Bedingung unter 3. erfüllt, wenn die beiden vorgenannten Elementarbewegungen um XX' und YY' voneinander unabhängig bleiben.

Außerdem wird die Bedingung 4. erfüllt, wenn die Dämpfungen dieser beiden Bewegungen die gleichen sind.

In dem besonderen Fall von Dämpfern mit senkrechter Reaktion kann man eine Ellipse bestimmen, welche man die Dämpfungsellipse nennen kann, durch Berücksichtigung der Kräfte, die an den genannten Dämpfern angreifen sollen, um eine gegebene senkrechte Geschwindigkeit des beweglichen Teiles des Dämpfers zu bewirken, die für alle vorhandenen Dämpfungsvorrichtungen die gleiche ist. Die Bedingungen 3. und 4. bewirken alsdann, daß die Dämpfungsellipse konzentrisch und ähnlich liegend (homothetisch) der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse verlaufen muß.

Letztere Bestimmung ist allerdings nur streng richtig für die Dämpfer, die ein lineares Gesetz zwischen der auf den gedämpften beweglichen Teil ausgeübten Kraft und der Verschiebungsgeschwindigkeit entsprechend dieser Kraft ergeben (elektromagnetische Dämpfer mit Foucault-Strömen), aber sie ist praktisch genügend angenähert für Dämpfer irgendwelcher Art.

In den Abb. 1 und 1 a der Zeichnung ist schematisch ein Körper dargestellt, dessen gedämpfte Aufhängung den oben unter 1. bis 4. genannten Bedingungen entspricht, aber es handelt sich dabei nur um ein besonderes Beispiel, das zur Erklärung der Erfindung dient. Der Körper besteht aus einer rechteckigen Platte P, die waagerecht liegt und homogen und von konstanter Dicke ist, die aber vernachlässigt werden kann. Diese Platte P, deren Symmetrieachsen XX' und YY' den Achsen ihrer Zentralträgheitsellipse entsprechen, ruht auf dem Boden oder auf einer besonderen feststehenden Unterlage mittels vier gleichen Schraubenfedern R derart, daß die Seiten des Rechtecks, das auf der Platte durch die Anhängepunkte der vier Federn gebildet wird, parallel der Richtung der Achsen XX' und YY' der Zentralträgheitsellipse der Platte/³ sind und daß die Längen dieser Seiten jeweils proportional den Längen dieser Achsen sind. Konzentrisch zu den Federn sind vier gleiche Dämpfer angeordnet. Jeder von ihnen wird beispielsweise durch zwei dicht schließende Bälge .S₁, S₂ gebildet, von denen der eine zwischen der Platte P und einem auf dem Boden ruhenden Arm B angeordnet ist und von denen der andere zwischen der Platte und der feststehenden Auflage S angeordnet ist. Diese beiden Bälge bilden zwei dichte Kammern, die miteinander

durch eine kalibrierte öffnung A in Verbindung stehen. Die Kammern sind mit Luft gefüllt, welche das Dämpfungsmittel bildet und deren, Durchtritt von der einen Kammer zur anderen während der Schwingung der Platte.P durch die öffnung^ gedrosselt wird.

Man kann feststellen, und diese Feststellung ist besonders einfach in dem vorliegenden Beispiel, daß die obengenannten Bedingungen i.bis4- die nachstehenden Folgerungen mit sich bringen:

a) Die Schwingungen, welche durch einen senkrechten Stoß oder durch Angriff bzw. Beseitigung einer senkrechten Kraft in irgendeinem Punkt der Platte entstehen, setzen sich zusammen einerseits aus einer Verschiebungsschwingung der Platte P und andererseits aus einer Drehschwingung dieser Platte um eine waagerechte Achse, die durch den Schwerpunkt C₉ der gesamten aufgehängten Teile geht;

ao b) die Frequenz dieser letzteren Schwingung hat stets den gleichen Wert, ob es sich um eine Kraft oder um einen Stoß handelt und gleichgültig, an welchem Punkt diese Kraft oder dieser Stoß angreift; c) die Richtung der Achse, um welche diese Schwingung stattfindet, ist die gleiche, ob es sich um einen Stoß oder um eine Kraft handelt, und sie bleibt auch fest im weiteren Verlauf der Schwingung, aber sie hängt von dem Angriffspunkt der Kraft oder des Stoßes ab.

Die unter 5. und 6. angeführten Anordnungen haben zur Folge, daß die Drehschwingung, die durch eine senkrechte Kraft oder durch einen senkrechten Stoß hervorgerufen wird, der seinen Angriff an einer Stelle C₀ = C₀₁ oder C₀₂ des Schwerpunktes des zu

wiegenden Körpers hat, um eine waagerechte Achse erfolgt, welche durch den Schwerpunkt C₉ der aufgehängten Teile hindurchgeht, und welche parallel der senkrechten Ebene verläuft, die einerseits den resultierenden Schwerpunkt C_p der Schale und des zu wiegenden Körpers und andererseits den Schwerpunkt C_c des oder der zur Auswuchtung dienenden Gegengewichte enthält.

Die Abb. 2 erklärt insbesondere diese letzten Anordnungen. Diese Abbildung zeigt in Projektion auf eine waagerechte Ebene die Lageellipse, deren Mittelpunkt ο ist. Die verschiedenen Punkte und Geraden dieser Abbildung müssen als Projektionen auf die waagerechte Ebene angesehen werden, welche die genannte Ellipse enthält. C„ ist der Schwerpunkt der aufgehängten Teile. X₁ ist sein symmetrischer Punkt in bezug auf den Mittelpunkt ο der Ellipse. C₀₁ und C₀₂ stellen den Schwerpunkt des zu wiegenden Körpers dar, wenn er auf eine Stelle A_x oder A₂ aufgebracht wird. C_v ist, wie schon ausgeführt wurde, der Schwerpunkt der Schale, wenn diese leer ist. Die Lage der Punkte C₉, C₀₁, C₀₂ auf der Lageellipse und des Punktes C_v sind absolut willkürlich auf dieser Abbildung, welche nur schematisch das Prinzip der Erfindung für den allgemeinsten Fall wiedergeben soll.

Cp₁ und Cp₂ sind die resultierenden Schwerpunkte der Waagschale und des zu wiegenden Körpers, je nachdem der letztere die Stelle A_x oder A₂ annimmt. C_pl und C_p2 liegen auf den Geraden Ca₁, Cv und Ce₂, Cv in einem Abstand von C_v, der durch das Verhältnis gegeben ist:

Γ Γ Γ Γ t>

öl P₁ Ü2 P2 *

~C C C Cv P

Der Schwerpunkt C_c des oder der Gegengewichte liegt, wie schon ausgeführt, auf der Geraden C_v, X_x in einer solchen Entfernung von C_v, daß

dem Verhältnis - das Verhältnis —- gleich ist.

C_CC_V P₀

Unter diesen Bedingungen kann man feststellen, daß die Stöße, welche entweder beim Auflegen des zu wiegenden Körpers beispielsweise auf die Stelle A₁ der Schale (sein Schwerpunkt liegt alsdann in C_al) oder bei seinem Abnehmen von der Schale entstehen, ebenso wie die senkrechte Kraft, die durch das Gewicht des Körpers auf der Schale gegeben ist und deren Angriffspunkt offenbar durch C₀₁ geht, die aufgehängten Teile in Schwingung versetzt, die um eine waagerechte Gerade stattfindet, die parallel zu der Geraden C^₁ und C_c ist und durch C₉ hindurchgeht. Es ist klar, daß diese Schwingungsbewegung keine störende Wirkung auf die Genauigkeit des Wiegens ausübt und daß die Bewegungen der Waage unabhängig von den Schwingungen der gesamten auf Federn aufgehängten Teile erfolgen.

Es wird dies dasselbe bleiben, wie auch immer die Lagen des Schwerpunktes des zu wiegenden Körpers sind, unter der Bedingung, daß sie sich auf der Lageellipse befinden. Wenn der zu wiegende Körper sich an der Stelle A₂ befindet und sein Schwerpunkt alsdann C₀₂ ist, so bewirkt das Gewicht des Körpers oder die Stöße, welche während des Auflegens auf die Waagschale oder während des Abnehmens entstehen, eine Schwingung der aufgehängten Teile um eine waagerechte Gerade, die parallel der Geraden C_P2, C_c ist und durch C₉ hindurchgeht. Offenbar sollen die Schwerpunkte C_pl, C_p2, C_v und C_c auch die Schwerpunkte der beweglichen Teile umfassen, die an der Waagschale bzw. an dem »°5 oder den Gegengewicht (en) gebunden sind.

Wohlverstanden kann die Lageellipse auch zwei gleiche Achsen haben und alsdann ein Kreis sein.

Die in Abb. 3 dargestellte Lageellipse ist, indem sie ihreHomothetie mit der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse bewahrt, derart bestimmt, daß sie zweckmäßig diekleinstmöglichen beiden Achsen hat, wobei natürlich der Zahl der Lagen des zu wiegenden Körpers auf der Waagschale und ebenso den geringsten notwendigen Abständen zwischen diesen verschiedenen Lagen Rechnung getragen werden muß; diese Lagen sind durch die waagerechten Abmessungen der zu wiegenden Körper oder durch die des Behälters, der sie aufnimmt, gegeben.

Um diese Bedingung in dem besonderen Fall zu ■erfüllen, wo es sich um zwei Lagen handelt, liegen die Schwerpunkte C₁₁₁ und C„₂ des zu wiegenden Körpers auf diesen beiden Stellen an den Enden der großen Achse der Ellipse. Die Abb. 3 zeigt schematisch in Horizontalprojektion die Lage der verschiedenen Schwerpunkte C₀₁, C_u2, C_g und C_pl, C„₂, C_c

und C_v für den im vorhergehenden Absatz angenommenen Fall, jedoch mit nachstehenden Besonderheiten:

i. Der Schwerpunkt C_v der leeren Schale liegt im Mittelpunkt der Ellipse;

2. der Schwerpunkt C_g der aufgehängten Teile liegt- auf einem der Endpunkte der kleinen Achse der Ellipse;

3. der Schwerpunkt C₀ des oder der Gegengewichte liegt auf der kleinen Achse der Ellipse.

Die Abb. 4 und 5 zeigen als Beispiel eine dynamisch ausgewuchtete Waage nach der Erfindung, die insbesondere gemäß dem in Abb. 3 dargestellten Schema arbeitet. Die oben besprochenen Drehschwingungen werden von den gesamten auf den Federn R aufgehängten Teilen ausgeführt.

In diesen Abb. ist 1 die Unterlage, die mit einer elastischen und gedämpften Aufhängung entsprechend den oben angegebenen Bedingungen versehen

ao ist und die gemäß Abb. 1 und 1 a ausgeführt werden kann. Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind die Federn R nur schematisch angedeutet und ohne Dämpfer. Die Schale der Waage ist mit 2 bezeichnet. Ihr Schwerpunkt ist, wenn sie leer ist, bei C_v. Diese Schale trägt die beiden Aufnahmebehälter 18 und 18', welche abwechselnd den zu wiegenden Körper aufnehmen. Der Schwerpunkt des zu wiegenden Körpers ist mit C₀₁ und C₀₂ bezeichnet, je nachdem sich dieser Körper in dem Behälter 18 oder i8' befindet. Cp₁ und C_P2 sind die resultierenden Schwerpunkte der Schale und des zu wiegenden Körpers, je nachdem dieser letztere sich in dem einen oder dem anderen Behälter 18 oder 18' befindet. Die Schale 2 ist an zwei Schneiden 3, 3' aufgehängt, die fest an den beiden Balken 4, 4' angeordnet sind, und diese können in einer Ebene schwingen, die parallel zu der der Abb. 5 ist, jeder um einen festen Punkt, der durch die Schneiden 5, 5' gegeben ist, die sich in den fest mit der Grundplatte 1 verbundenen Pfannen 6, 6' abstützen. Die beiden Balken 4, 4' sind durch eine Querstange 7 miteinander verbunden, deren Enden die Schneiden 5, 5' tragen. Ein Hilfsbalken 8 parallel zu den Balken 4, 4' ist mit seinem einen Ende fest in der Mitte der Stange 7 befestigt, während das andere Ende eine Schneide 9 trägt, die sich auf das untere Ende einer beweglichen Stange 10 stützt. Der senkrechte Stoß, der von unten nach oben gerichtet ist und den diese Stange 10 durch die Schneide 9 infolge des Gewichts der Schale 2 empfängt, wird durch einen anderen senkrechten Stoß ausgewuchtet, der von oben nach unten gerichtet ist und auf den oberen Teil der Stange durch die Schneide 11 übertragen wird, die an dem Hilfsbalken 12 befestigt ist. Dieser ist fest mit der Mitte der Querstange 13 verbunden, die ihrerseits mit ihren Enden an den Balken 16 und 16' befestigt ist. Diese Balken tragen die Gegengewichte 17, 17'. An den Enden der Stange 13 befinden sich in gleicher Weise zwei Schneiden 14, 14', die in den beiden Pfannen 15, 15' liegen, die ihrerseits mit der Grundplatte ι verbunden sind, so daß der Hilfsbalken 12 und die Balken 16, 16' gemeinsam um die Achse der genannten Schneiden in einer Ebene schwingen können, welche parallel zu derjenigen der Abb. 5 ist. Der resultierende Schwerpunkt der Gegengewichte 17 und 17' liegt in C₀. Der Schwerpunkt der aufgehängten Teile ist C„.

In der Abb. 4 ist die Ellipse nach Abb. 3 dargestellt.

Wenn vorgesehen ist, daß nur ein und dieselbe Lage des zu wiegenden Körpers auf der Waagschale in Betracht kommt, so ist es möglich und vorteilhaft, die Anordnung in folgender Weise so zu vereinfachen, daß im wesentlichen die Lageellipse die kleinstmöglichen Abmessungen erhält, d. h. ein Punkt wird.

Der Schwerpunkt des zu wiegenden Körpers liegt auf einer senkrechten Linie, die durch den Schwerpunkt der leeren Schale hindurchgeht, und die aufgehängten Teile sowie das oder die Gegengewichte sind so ausgeführt, daß ihre entsprechenden Schwerpunkte auf dieser senkrechten Linie liegen. Eine solche Waage könnte so ausgeführt sein, wie dies in den Abb. 4 und 5 dargestellt ist. Einfache konstruktive Veränderungen gestatten, die Punkte C_a, C_v, C_g und C₀ auf dieselbe Senkrechte zu bringen.

Die Erfindung umfaßt in gleicher Weise die verschiedenen Anwendungen auf dynamisch ausgewuchtete Waagen, wie schon gesagt, insbesondere ihre Anwendung auf selbsttätige Dosier- und Wiegemaschinen, insbesondere auch auf diejenigen, bei denen es sich um die Verteilung bestimmter Gewichte eines unterteilten, z. B. körnigen, pulverförmigen o. dgl., Produktes handelt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Dynamisch ausgewuchtete Waage, deren Träger mit dem Boden durch eine elastische Aufhängung verbunden ist, und bei welcher die durch die Stöße oder das Gewicht des> zu wiegenden Körpers hervorgerufenen Schwingungen keine senkrechte Drehkomponente zur vertikalen Ebene aufweisen, die einerseits den Schwerpunkt C_P der Waagschale und des zu wiegenden Körpers und andererseits den Schwerpunkt C₀ des oder der Gegengewichte enthält, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Mittel:

   a) Die Aufhängung ist derart, daß, wenn man an die aufgehängten Teile langsam und allmählich (derart, daß die resultierende Bewegung mit vernachlässigbaren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen stattfindet) ein Kräftepaar in bezug auf eine der Hauptachsen XX' oder YY' der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse dieser Teile anbringt, die aufgehängten Teile um diese Achse sich drehen, wobei alle Punkte, die auf dieser Achse liegen, und auch der Schwerpunkt ruhend bleiben.

   b) Das Verhältnis

   Elastizitätsmoment in bezug auf XX'
   Elastizitätsmoment in bezug auf YY'
   ist gleich dem Verhältnis.

   Trägheitsmoment in bezug auf XX'
   Trägheitsmoment in bezug auf YY'

   c) Für den Fall, daß die elastische Aufhängung außerdem mit einem Dämpfungssystem versehen ist, so ist das letztere derart, daß, wenn man an die aufgehängten Teile (selbst derart schnell, daß die resultierende Bewegung mit genügender Geschwindigkeit stattfindet, damit die Dämpfung eine nicht zu vernachlässigende Reaktion habe) ein Kräftepaar in bezug auf eine der Achsen der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse anbringt, diese Teile sich um diese Achse drehen, wobei alle Punkte, die auf dieser Achse liegen, und auch der Schwerpunkt ruhend bleiben.

   d) das Verhältnis

   Dämpfungsmoment in bezug auf XX'

   Dämpfungsmoment in bezug auf YY'
   ist gleich dem Verhältnis

   Trägheitsmoment in bezug auf XX'

   Trägheitsmoment in bezug auf YY'

   e) Die Projektionen auf eine Horizontalebene der verschiedenen Lagen des Schwerpunktes C_a des zu wiegenden Körpers Hegern auf einer Ellipse, welche einerseits ähnlich liegend (homothetisch) der Zentral- und Horizontalträgheitsellipse ist und andererseits durch die Senkrechte des Schwerpunktes C₀ der beweglichen Teile der Waage geht.

   f) Da der Schwerpunkt C_v der leeren Waagschale irgendwelche Lage einnehmen kann, so liegt der Schwerpunkt C_c des oder der Gegengewichte auf der Geraden, welche C_v mit dem Punkt X, der symmetrisch zu C_g auf der unter e) gekennzeichneten! Ellipse liegt, verbindet, wobei . Abstand C₀X , . , , ,_r

   das Verhältnis -τ-, t^t^~ gleich dem Ver-

   Abstand C-C _v

   hältnis ~

   ist, worin p das Gewicht der leeren

   Waagschale und P das Gewicht des zu wiegenden Körpers ist.
2. 2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ellipse, auf welcher die Projektion des Schwerpunktes der aufgehängten Teile, Auswucht-Gegengewichte und die Projektionen der verschiedenen Lagen des Schwerpunktes des zu wiegenden Körpers liegen, derart bestimmt ist, daß ihre beiden Achsen so klein wie möglich sind, wobei der Anzahl der Lagen und den notwendig geringsten Abständen unter ihnen Rechnung zu tragen ist.
3. 3. Waagenach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die vorgesehenen Lagen des Schwerpunktes des zu wiegenden Körpers lediglich zwei sind, diese beiden Lagen an den Enden der großen Achse der Ellipse liegen, der Schwerpunkt der leeren Waagschale im Mittelpunkt der Ellipse, der Schwerpunkt der aufgehängten Teile an einem Ende de"r kleinen Achse der Ellipse und der Schwerpunkt des oder der Auswucht-Gegengewichte auf der kleinen Achse der Ellipse liegen.
4. 4. Waage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß nur ein und dieselbe Lage des Schwerpunktes des zu wiegenden Körpers in Betracht kommt, die entsprechenden Schwerpunkte des zu wiegenden Körpers, der leeren Waagschale, der aufgehängten Teile und des oder der Auswucht-Gegengewichte auf derselben Vertikalen liegen.
5. 5. Die Benutzung der Waage nach den vorhergehenden Ansprüchen für selbsttätige Dosier- und Wiegevorrichtungen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1925 10. 5i