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Berichtigungseinrichtung zum Ausgleich nichtlinearer Fehler von Metallbalgen
der FlüssigkeitsdruckzKapseln an Waagen
Die Erfindung betrifft eine Berichtigungseinrichtung
zum Ausgleich nichtlinearer Fehler von Metallbalgen an Flüssigkeitsdruck-Kapseln
bei Waagen.
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Eine durch Flüssigkeitsdruck betriebene Waage enthält einen Lastaufnehmer,
der sich auf ein oder mehrere Flüssigkeitsdruckanordnungen abstützt.
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Diese enthalten Kapseln, die in der oder den Flüssigkeitsdruckleitungen
die Lastkräfte in Flüssigkeitsdruck umformen. Anschließend wird der hydraulische
Druck oder werden die hydraulischen Drücke von druckempfindlichen Geräten aufgenommen.
die hydraulischen Druck in mechanische Kräfte umsetzen. Diese werden auf eine übliche
Wägeeinrichtung übertragen, die entweder Waagebalken, Feder oder Pendel als Gegengewicht
enthält.
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Damit eine übliche Wägeeinrichtung verwendet werden. kann, muß die
Kraft, dile der Flüssigkeitsdruck auf den Aufnahmekörper für hydrauliischen Druck
ausübt, den Lastkräften auf dem Lastaufnehmer genau verhältnisgleich sein. Flüssigkeitsdruck-Kapseln
oder Überträger von Flüssigkeitsdruck sollen so gebaut sein, daß sie sehr genaue
Übertragungsverhältnisse von Kraft in Flüssigkeitsdruck sowie möglichst kleine eigene
Lastausgleichswirkungen gewährleisten, so daß der Flüssigkeitsdruck genau der Lastkraft
entspricht. Ganz genaue Aufnahmekörper für Flüssigkeitsdruck gibt es
nicht.
Wie bisher bekannt, ist ein gewellter Metallbalg, der in einer Kammer sitzt und
auf dessen Außenwand der Flüssigkeitsdruck wirkt, die zweckmäßigste Ausführungsart
eines Aufnahmekörpers für Flüssigkeitsdruck. Ein solcher Balg zeigt jedoch deutliche
Veränderungen im wirksamen Querschnitt und in dem Federnennwert, wenn der auf ihn
einwirkende Flüssigkeitsdruck verändert wird.
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Diese beobachteten Fehler sollen durch Verformung der einzelnen Wellen
des Metallbalges verursacht werden, und diese Verformungen sollen unter Veränderung
der Faltenform des Balges Dehnungskräfte einführen, die dazu dienen, die Länge des
Balges sowie seine Kennzahl als Feder zu verändern.
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Diese Veränderungen, die Fehler in der Kraft übertragung hervorrufen,
sind nichtlineare Funktionen der gewogenen Laslt und können deshalb nicht durch
Einstellung des Gegengewichtes selbst ausgeglichen werden. Selbst wenn diese Fehler
durch das Gegengewicht ausgeglichen werden könnten, würde diese Lösung nicht zufriedenstellen,
da das Kraftübertragungsverhältnis aller Kraftübertragungswege jeder Waage mit einer
Anzahl von Kraftübertragungswegen von dem Lastiaufnehmer zu dem Gegengewicht, z.B.
die verschiedenen Hebel, die die Plattform einer Hebelwaage tragen, oder die Vielzahl
von Kapseln, die die Plattform einer hydraulischen Waage tragen, gleich sein muß,
damit die angezeigte Last sich nicht nach Lage der Last auf dem Lastaufnehmer verändert.
Deshalb muß jedes Gerät, das. Fehler im Verhältnis der bezüglichen Flüssigkeitsdruckleitungen
ausgleichen soll, einzeln in den bezüglichen Flüssigkeitsdruckleistungen arbeiten
und den Fehler in dieser gesonderten Leitung ausgleichen.
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Der Fehler bei einem gewellten Metallbalg, auf dessen Außenwand Flüssigkeitsdruck
einwirkt, kann durch eine elastisch zusammendrücl<bare Spreize zwischen dem Kraftübertragungs
ende des Balges und dem Hebel oder einem anderen Gegengewicht berichtigt werden.
Bei angemessener Wahl der Druckkennzahlen dier elastisch zusammendrückbaren Spreize
veranlaßt die sich ergebende Abnahme der Balglänge selbst, daß bei Veränderung der
Last genügend Kraft durch die Feder übertragen wird, um die beobachteten Fehler
bei der Kraftübertragung zu berichtigen und die auf das Gegengewicht übertragene
Kraft genau der gewogenen Last verWältnisgleich werden zu lassen. Ferner kann eine
Spreize mit einem Federnennwert, der mit einer Lastzunahme abnimmt, die gewünschte
Berichtiigung ausführen.
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Die Erfindung betrifft vor allem ein Berichtigungsgerät für den Balg
eines Aufnahmekörpers für Flüssigkeitsdruck, das. in seiner Bauart einfach ist und
sich in dem Maße dehnt, wie es zu der Berichtigung eilnes, Fehlers beil einem verhältn.ilsmäßig
langen, gewellten Metallbaig notwendig ist.
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Nach der Erfindung werden mehrere Metallplatten, von denen jede als
Feder wirkt, außermittig als Ständer belastet und gespannt, um eine Ausbiegung zwischen
den Enden der Federn senkrecht zur Richtung der einwirkenden Kraft hervorzurufen.
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Die als Ständer oder Federn wirkenden Platten werden in dem Ausbiegungsbereich
beansprucht, in dem die Ausweichung in Richtung der einwiirkenden Kraft mit der
Größe der Last um einen Abnahmebetrag wächst. Der'Ausdruck »wächst um einen Abnahmebetrag«
bedeutet, daß die Kraftanteile, die entlang der Ständer übertragen werden und gleiche
Anteile bei der Verkürzung der Ständer hervorrufen, bei wachsender Kraft kleiner
werden. Diese Eigenschaft der Ständer, bei wachsender Last stärker nachzugeben,
gestattet eine entsprechende Verkürzung des Balges, so daß ein Teil der Kraft, die
der Flüssigkeitsdruck auf das geschlossene Ende des Balges ausübt, durch den elastischen
Widerstand gegen die Verformung der Balgenwandungen aufgehoben wird, während die
restliche Kraftkomponente des Flüssigkeitsdruckes durch die Spreize auf das Gegengewicht
übertragen wird. Die restliche Komponente ist fast genau dem auf den Balg übertragenen
Flüssigkeitsdruck verhältnisgleich.
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Eine Feder von veränderlichem Nennwert aus einer oder mehreren Metallplatten
wird dabei außermittig als Ständer belastet und in dem Bereich beansprucht, in dem
äußerst große Ausbiegungsanteile für kleine Lastteile erzielt werden. Unter diesen
Umständen können die außermittig belasteten Ständer die ttAhe Last ausgleichen,
indem sie Anfangslasten übertragen, und können darüber hinaus zum ungefähren Lastausgleich
dienen, da die zu übertragende Kraft für einen weiten Bereich von der tatsächlichen
Ausbliegung des Ständers unabhängig ist In der in den Zeichnungen dargestellten
Anordnung werden zwei Federplatten als Ständer benutzt, um zwischen einem ruhenden
Punkt und einem Punkt an dem Waagenhebel in Linie mit dem Drehpunkt des Hebels und
dem ruhenden Punkt zu wirken, wobei. sie ungefähr auf halbem Wege dazwischenliegen.
In dieser Anordnung üben die außermilttig belasteten Federständer eine fast konstanze
Kraft auf den, Hebel aus und übertragen durch Veränderung des wirksamen Kraftarmes
bei einer Schwingung des Hebels: ein Drehmoment auf ihn, das dem Ausschlag des Hebels
aus seiner neutralen Lage verhältnisgleich ist. In der gezeigten Waage hebt dieses
Drehmoment die lineare Federwirkung des Balges auf und vergrößert so die Empfindlichkeit
der Gegengewichtsanordnung.
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Die Erfindung zeigt ferner, daß die Kennzahlen der außermittig belasteten,
Ständer durch Einstellung der wirksamen Länge der Federplatten als Ständer und durch
Einreglung des Winkels zwischen den Ständerenden und der Achse der Spreize ge regelt
werden kann.
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Eine Anordnung zur Aufnahme von Flüss'iglieitsdruck mit außermittig
belasteten Federplattenständern ist in den Zeichnungen: dargestellt.
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Fig. I ist eine vorderansicht, teilweise im Schnitt, eines Aufnahmekörpers
für Flüssigkeitsdruck und Gegengewichtes und eine vereinfachte Ansicht in gleichem
Maßstab einer Ecke eises Lastaufnehmers und einer Flüssigkeitsdruck-Kapsel, auf
die sich
das Eckstück abstützt und die den Flüssigkeitsdruck auf
den Aufnahmekörper überträgt.
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Fig. II ist ein vergrößerter Teilschnitt eines Hebel teiles, auf
den Kraft übertragen wird, und der Federplatten als Federausgleich in der Spreize
des flüssigkeitsdruckempfindlichen Balges.
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Fig. III zeigt einen. Schnitt im wesentlichen nach Linie III-III
der Fig. I.
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Fig. IV stellt einen Teilgrundriß des oberen Eiinbaublockes der Federständer
dar, wie von Linie IV-IV der Fig. II aus gesehen.
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Fig. V ist eine perspektivisch auseinandergezogene Darstellung der
Ausführung an einem Ende der Federplattenständer.
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Fig. VI ist ein vergrößerter Teilaufriß entlang der Linie VI-VI der
Fig. I.
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Fig. VII ist ein senkrechter Schniitit nach Linie VII-VII der Fig.
VI.
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Fig. VIII zeigt einen waagerechten Schnitt nach Linie VIII-VIII der
Fig. VI.
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Fig. IN stellt einen Teilaufriß im wesentlichen nach Linie IN-IN
der Fig. VII dar.
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In einer hydraulischen Waage tragen Flüssigkeitsdruck-Kapseln I,
von denen eine in der Zeichnung gezeigt wird, gemeinsam einen. Lastaufnehmer 2 und
setzen die auf den Lastaufnehmer 2 wirkenden Kräfte in. Flüssigkeitsdruck um. Dieser
wird durch verbindende Rohrleitungen 3 auf Druckaufnahmekörper 4 übertragen, die
einen Teil des Gegengewichtes und der Anzeigevorrichtung der Waage bilden. In jeder
Flüssigkeitsdruckanordnung wirkt der durch das Rohr 3 übertragene Flüssigkeitsdruck
auf die Außenwandungen eines gewellten Metallbalges 5 in einer Balglammer 6. Um
genaue Wägung zu gewährleisten, sind ein Rohr 3, ein Balg 5 und eine Kammer 6 mit
der dazugehörigen Einrichtung für jede der Kapseln 1 vorgesehen, die den Lastaufnehmer
2 tragen. Dem Entwurf der Waage entsprechend können vier, sechs, acht oder mehr
Kapseln und Flüssigkeitsdruckaufnahmekörper angeordnet sein.
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Der Balg 5 ist an seinem unteren Ende mit: Paß stücken 7 ausgerüstet,
durch die er in der Öffnung im Boden des Gehäuses 6 eingedichtet ist. Das obere
Ende des Balges 5 ist mit einem Deckel 8 versehen, der auf dem oberen Ende einer
Spreize 9 ruht. Das untere Ende dieser Spreize stützt s;iich je auf eine Säule 10
ab, die die Kraft von der Spreize auf eine Schneide 11 überträgt. Diese ist verstellbar
in einem Sammelhebel 12 eingebaut. Der Hebel I2 ist an Ständern I3 auf eilner Grundplatte
I4 gelagert. Eine Kraftschneide 15 des Hebels 12 ist durch eine Stahlsltange 16
mit einer Lastschneide 17 eines Waage;balkens I8 als Gegengewicht verbunden. Dieser
Balken lagert auf einer Waagensäule Ig, die sich von einem auf Pfeilern 2I und 22
ruhenden Waagentisch 20 erhebt:. Laufgewichte 23 und 24 an dem Waagebalken gleichen
einwirkende Lasten aus und zeigen in. Zusammenarbeit mit der Einteilung an dem Waagebalken
die Größe der Last an. der Sammelhebel 12 hat für jeden Flüssigkeitsdruckaufnahmekörper
in der Waage eine Lastschneide II und faßt die Kräftte von den verschie denen Flüssigkeitsdruckanordnungen
zu einer einzigen Kraft zusammen entsprechend der Last, die durch den Waagebalken
I8 ausgeglichen, wilrd.
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Der lange, gewellte Metallbalg 5 und die Spreize 9 neigen dazu, die
in der Zeichnung gezeigte Lage anzunehmen und einer seitlichen Ausbiegung mit einer
Kraft zu widerstehen, die dem hydraulischen Druck auf den Aufnahmekörper verhältnisgleich
ist. Die eigene Stabilität dieses Aufbaues leitet sich von der Tatsache ab, daß
der Balg 5 unter dem Flüssigkeitsdruck auf sein oberes Ende bestrebt ist, seine
Länge zu verkürzen und wie ein Druckteil oder -glied wirkt, das einen Druck auf
das Spreizenende ausübt. Da die Länge des Balges viel geringer als die der Spreize
ist, hat jede seit; liche Verlagerung des oberen Balgenendes und der Spreize zur
Folge, daß der Balg sich streeht und daher wirkt die Neigung des Balges, sich unter
Flüssigkeitsdruck zusammenzuziehen, dieser Verlagerung entgegen. Auf diese Weise
sind der Balg und die Spreize ungeachtet der Größe des einwirkenden Druckes im stabilen
Gleichgewicht.
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Wie vorher bemerkt, weist der Balg einen nichtlinearen Fehler bei
der Kraftübertragung auf, wenn die Größe der übertragenen Kraft sich ändert.
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Dieser Fehler steht nicht in direktem Verhältnis zu der übertragenen
Kraft und kann deshalb nicht vollständig durch eine Veränderung des Hebelverhältnisses
berichtigt werden. Der Fehler wird durch Einstellen des Hebelverhältn:isses der
Anordnung wie durch Einstellen der Lage: der Schneide 11 berichtigt, bis die Waage
bei Null und bei ungefähr ein Viertel oder ein Drittel ihres normalen Wägebereiches
genau anzeigt. Bei dieser Einstellung beträgt die angezeigte Last bei größeren Lasten
mehr als die wirkliche Last auf der Plattform, und zwar wächst die Größe des. Fehlers
dabei um einen Zunahmebetrag. Deshalb muß der Balg 5 zur Berichtigung dieses Fehlers
bei wachsender Last um einen Zunahmebetrag verkürzen können, so daß der elastische
Widerstand gegen Verformung der Balgwandungen eine Kraft hervorruft, die gegen den
Deckel 8 des Balges. 5 wirkt', um einen Teil des Flüssigkeitsdruckes zu tragen.
Die restliche Druckkraft, die durch die Spreize: wirkt, überträgt die genaue Kraft
auf den Hebel 12. Zweck der Anordnung von Federplattenständern 10 als Ausgleich
ist es, eine solche Verkürzung des Balges durch Verkürzung der Spreize 9 je nach
Last zu ermöglichen.
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Wenn auch andere Mittel zu einer nichtlinearen Verkürzung des Balges
bekannt sind, so sind sie nicht zufriedenstellend, noch können sie die Größe der
Verformung bewirken, die notwendig ist, um die gewünschte Veränderung iln der Länge
des Balges zu sichern.
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Das Berichtigungsgerät 10 ist in seinen Eilnzelheiten ib Fig. II
gezeigt. Dieses; Berichtigungsgerät umfaßt mehrere Blechfedern 25, die an oberen
und unteren Einbaublöcken 26 und 27 befestigt sind.
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Der obere Einbaublock 26 (s. auch Fig. V) hat in seiner oberen Fläche
eine Ausnehmung 2, um das
untere Ende der Spreize 9 aufzunehmen.
Die Spreize ist vorzugsweise röhrenförmig. Der obere Block 26 hat außerdem eine
durchgehende Bohrung 29, deren Achse mit derjenigen der Ausnehmung 28 fluchtet.
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Der untere Einbaublock 27 wird-in Achsrichtung von einem Gewinde
30 durchzogen und weist an seiner Unterseite eine V-förmige Nut 3I auf, die die
Schnelde ii des Hebels: 12 aufnimmt. An den Seiten der Einbaublöcke 26 und 27 sind
Spannflächen 32, gegen die die Endrandflächen der Federplatten 25 gespannt sind,
und Vorsprünge 33, gegen die sich Federplattenenden stützen, vorgesehen.
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Die Spannflächen 32 sind hinsichtlich der Achse der Anordnung unter
einem kleinen Winkel (ungefähr 10 oder 12°) geneigt, so daß die Federplatten25 ungefähr
en der in Fig. II und III gezeigten Form gekrümmt sind, wenn sie dagegengespannt
sind.
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Diese Anfangsbiegung der Federplatten 25, die als außermittig belas--tete
Ständer dienen, bestimmt in weitem Maße die Größe der Last, die auf die Berichtigungsgeräte
übertragen werden muß, bevor eine nennenswerte Ausbiegung auftritt. Nach einer Ausbiegung,
die im allgemeinen der gezeigten entF spricht, vergrößert sich die notwendige Kraft
für eine zusätzliche Ausbiegung um einen Abnahme betrag und wird nicht eher kleiner,
bis eine nennenswerte größere Ausbiegung erzielt ist.
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Da keine Berichtigung in dem ersten Viertel oder Drittel des' Wägebereiches
notwendig ist, enthält die Anordnung einen vorbelasiteten Pfosten 34. Der Pfosten
34 hat an seinem unteren Ende eine Stange mit Gewinde 35, die durch die Bohrung
3-0 geschraubt ist und die eine Kegelspitze 36 besitzt, die locker in eine zu der
Schneide ii senkrechte Bohrung 37 durch die Schneide paßt. Die Seiten der Kegelspitze
36 dienen als Druckflächen in Zusammenarbeit mit den Ecken der Schneide 11, um eine
Bewegung des unteren Einbaublockes entlang der Schneide II zu verhindern. Das obere
Ende des Pfostens 34 hat einen Teil mit verkleinertem Durchmesser 38, der sich nach
oben durch die Breibohrung 29 in das untere Ende der Spreize erstreckt. In das obere
Ende der Stange 38 ilst zur Aufnahme einer Mutter 39 ein Gewinde geschnitten. Das
konkave Ende der Mutter ruht auf einer halbkugelförmigen Unterlegs cheibe 40, die
über das Gewinde der Stange 3-8 geschoben ist, und die Mutter selbst drückt gegen
den Boden der Ausnehmung 2-8 in dem oberen Einbaublock 26. Eine Schraube 4I, die
in das obere Ende der Mutter 39 geschraubt und gegen das: Ende der Stange 38 geklemmt
ist, sichert die Mutter in ihrer eingestellten Lage. Der Pfosten 34 und die Einstellmutter
39 werden dazu verwendet, die anfängliche oder vor belastete Höhe des Ständers auszuwählen.
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Der Block mit der Schneide ii hat schräge Seiten 42, die zwischen
Sperrschrauben mit Kegelspitze 43 aufgenommen werden. Diese sind durch 1)e aufrechten
Rippen des Sammelhebels 12 geschraubt.
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Die Einstellung der Sperrschrauben 43 stellt den Block mit der Schneide
entlang der Schneidenlinie des Hebels ein. Seine Ausrichtung wird während der Einstellung
durch zwei Bolzen 44 in dem Hebel 12 aufrechterhalten, die sich in eine Nut 45 in
der Unterseite des Blockes mit der Schneide schieben.
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Während in Fig. III zwischen den Bolzen 44 und den Seiten des Schlitzes
oder der Nut 45 ein beträchtliches Spiel gezeigt ist; sind diese Teile in Wirklichkeit
mit sehr engen Toleranzen gefertigt, so daß die Ausrichtung der Schneide h;insichtlich
der Schneidenachse des Hebels genau beibehalten wird.
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Die Federplatten 25 (Fig. II und III), die die außermittig belasteten
Ständer bilden, sind tatsächlich dünne Platten von faßförmigem Umriß. Diese besondere
Form ist gewählt, um eine fast einheitliche Höchstfaserspannung bei der Biegung
über die ganze Länge der Ständer zu sichern und so den wirtschaftlichsten Gebrauch
von der Menge des Federmaterials in den Platten zu machen. Aus diesen Zeichnungen
geht ebenfalls hervor, daß in dem besonderen gezeigten Beispiel die Platten als
die Seiten eines vierseitigen Prismas angeordnet sind und daß je zwei solche Platten
parallel liegen und je eine Seite der Anordnung bilden.
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Diese bevorzugte Ausführung ist in ihrer Bauart am einfachsten und
soll als: das bevorzugte Beispiel einer vieleckigen, prismatischen; Form dienen,
bei der eine oder mehrere Federständerplatten an jeder der einzelnen Seiten der
vieleckigen Ausführungsart befestigt werden. Während in Hinsicht auf die senkrechten
Kräfte die Anzahl der Seiten der prismatischen Form vielfach vermehrt werden kann,
beschränkt die notwendige seitliche Stabilität die Anzahl der möglichen Seiten auf
eine verhältnismäßig kleine Zahl. In der gezeigten Anordnung wird die Stabilität
durch eine verhältnismäßig große Breite jeder der Platten gewährleistet, indem diese
Breite jede seitliche Verschiebung der Spreize und Ausgleichsvorrichtung verhindert.
Bei zunehmender Seitenzahl nimmt diese Breite jeder Seite ab und damit auch die
Stabilität gegen seitliche Verschiebung. Die bevorzugte Ausführungsart ist in den
Zeichnungen; dargestellt und umfaßt viereckige Einbaublöcke, an deren vier Seiten
Federplatten befes:tigt sind.
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Fig. V zeigt die Anordnung der zwei Federplatten 25 an dem oberen
Einbaublock 26 und außerdem von zwei Unterlegplatten 46, die zwischen den Platten
25 und zwischen den Köpfen der Schrauben 47 und der Außenplatte liegen. Diese Unterlegplatten
weisen schlitzfönnige Öffnungen auf, so daß sie in Längsrichtung der Federplatten
25 verschoben werden können und so die wirksame oder freie Länge der Platten verändern.
Es i:t nicht notwendig, daß die Platten 25 in ihrer ganzen Breite gegen die Kante
der Unterlegplatten 46 ge spannt werden, da d;ie Platten 25 sich nur in der Richtung
ausbiegen, in der die Unterlegplatten 46 die Platten 25 abstützen. Ungeachtet der
Eihstellung der Unterlegplatten 46 stützen sich die Enden der Federplatten 25 gegen
die Flächen 33 der Einbaublöcke.
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Der Abnahmebetrag - (die Abnahme in Kraftanteilen), der erforderlich
ist, um gleiche Aus-
biegungsanteile bei wachsender Last hervorzurufen,
leitet sich aus der 'Ausbiegung der Federplatten senkrecht zu der Richtung der zu
übertragenden Kraft ab. Da diese Ausbiegung in senkrechter Richtung wie eine Gelenkbewegung
geartet ist und ihr nur durch die Biegungskräfte in den Streifen selbst widerstanden
wird, ergibt sich, daß die größeren Momentarme, die sich von der größeren seitlichen
Ausbiegung ableiten, fast ebensoviel zu dem Bi:egungsmoment in dem ausgebogenen.
Zustand beitragen wi,e die größere Las;t. Tatsächlich nimmt in einem besonderen
Einstellungsbereich das vergrößerte Biegungsmoment, das sich von der seitlichen
Ausbiegung der Federn herleitet, schnell genug zu, um das widerstehende Biegungsmoment
der Streifen zu überwinden. Unter dieser Be dingung ist die stützende Kraft der
Federn als Ständer im wesentlichen während eines weiten Ausbiegungsbereiches gleichbleibend.
Als Ausgleich für einen Balg in einer durch Flü,ssigkeitsdruck betriebenen Waage
werden diese Teile nicht so stark beansprucht, daß diese Neigung zur Unbeständigkeit
auftritt.
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Diese Bauart ermöglicht bei angemessener Wahl der Dicke und Stärke
der Federplatten 25, ihrer Länge und der Winkel, unter denen ihre Enden befestigt
sind, die Ausführung eines Ausgleichsgerätes, das fast genau die Fehler in der Übertragungskennzahl
von Flüssigkeitsdruck in Kraft eines gewellten, dünnen Metallbalges ausgleicht.
Die Abmessungen der Zubehörteile des Berichtigungsgerätes 10 sind nach den gemessenen
Kennzahlen des Balges mit dem es. zusammenwirken soll, ausgewählt. Jedoch muß beachtet
werden, daß die Federpiatten 25 nicht zu lang sein dürfen, da sie sonst unstabil
werden, auch sollen sie nicht so kurz sein, daß das Gerät praktisch keinen Ausbiegungsbereich
hat. Die größte Beachtung verdient jedoch bei dem Entwurf eines. Ausgleichers der
Winkel, unter dem die Streifen an den Einbaublöcken 26 und 27 befestigt sind. Wenn
die Streifen parallel zur Achse des Gerätes befestigt sind, tragen sie eine große
Last:, ehe sie beginnen, nachzugeben. Bei beginnender Ausbiegung sind sie jedoch
sofort unbeständig und biegen weiter seitlich aus, bis: die Last erleichtert wird.
Wenn jedoch eine Anfangsbiegungsspannung durch den Winkel eingeführt wird, unter
dem die Streifen festgeklemmt sind, so wird die erforderliche Kraft für eine Anfangs
ausbiegung der Federn verkleinert, und es ergibt sich dadurch eine in größerem Maße
zufriedenstellende Anordnung. Das Kriterium für das Verhältnis von Länge und Querschnitt,
das' im allgemeinen auf Säulen angewendet wird, trifft auch für diese Säulenständer
darin zu, daß sie hinsichtlich ihres Querschnittes nicht so lang sein dürfen, daß
sie für jede Last unbeständig werden.
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Zwei Federplatten 25 sind an jeder der vier Seiten des Berichtigungsgerätes
10 angeordnet. Zwei Federn werden einer einzigen Feder von derselben Stärke vorgezogen,
da die Einheitsspannung in den vielfachen Federn geringer als die in einer einzelnen
Feder von. derselben Stärke ist. Infolge dieser verminderten Eiiiheitsspannung hat
die Vielfederanordnung eine größere Lebensdauer als eine Ausführung mit nur einer
Feder von denselben Kennzahlen, inwieweit das Verhältnis Ausbiegung zu Last betroffen
ist.
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Federplatten, die als Ständer belastet werden und sich senkrecht
zu der zu übertragenden Kraft ausbiegen können, werden außerdem in der Aufnahme-und
Anzeigevorrichtung für Flüs:s:igkeitsdruck verwendet, um die Federwirkung des flüssigkeitsdruckempfindlichen
Balges zu überwinden oder auszugleichen und so eine empfindlichere Anzeigung von
Lastveränderungen zu gewährleisten. Unter Bezugnahme auf Fig. I liefert ein Paar
Federn 48, die als Ständer belastet werden und zwischen einem ruhenden Einbaublock
49 an einem Rahmenteil 50 und einem zweiten Einbaublock 51 auf senkrechten Armen
52 des Hebels. 12 wirken, eine Kraft von fast konstanter Größe in Richtung der Drehachse
des Hebels I2. Die gekrümmten Platten 48 sind an dem Hebel I2 ungefähr in der Mitte
zwischen der Hebel drehachse und dem festen Haltepunkt der gekrümmten Federn befestigt.
Solange der Hebel I2 in seiner neutralen Lage ruht, ist die Kraft in Richtung der
Hebeldrehachse gerichtet und übt kein Drehmoment auf den Hebel aus. Sobald sich
jedoch der Hebel aus seiner neutralen Lage bewegt, verläuft die Wirkrichtung der
Kraft der gekrümmten Federn 48 m.cht mehr durch die Drehachse, sondern wird aus
ihr um einen Bletrag verlagert, der praktisch der Bewegung des Hebels aus seiner
neutralen Lage verhältnisgleich ist. Die Federkraft bleibt im wesentlichen unverändert,
ruft aber durch Einwirkung an verschiedenen Momentarmen ein Drehmoment hervor, das
bewirkt, den Hebel mit einer dem Ausschlag des Hebels verhältnisgleichen Kraft in
jede seiner Aussehlagrichtungen zu be schleunigen. Da die Federwirkung des Balges
den Hebel in seine neutrale Lage zurückführt und die Kraft der gebogenen Federplatten
48 den Hebel aus seiner neutralen Lage zieht, ergibt sich, daß diese Kräfte durch
geeignete Größenwahl der gebogenen Federn 48 gegeneinander ausgeglichen werden können,
um im wesentlichen einen Gleichgewichtszustand in der ganzen Waage zu schaffen.
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Die Einzelheiten der Ausführung von gekrümmten Federn 48 und ihr
Einbau sind in Fig. VI bis IX einschließlich gezeigt. Fig. VI zeigt insbesondere
die Stirafläche des ruhenden Halters 50, die obere Federustütze 49, eine Einstellschraube
53, die den oberen Einbaublock 49 trägt, und eine Mutter 54, die die Einstellschraube
53 in ihrer Lage sperrt. Diese Zeichnung zeigt außerdem den unteren Einbaublock
51 an einem Querstück 55, das an den aufwärts gerichteten Armen 52 des Hebels 12
befestigt ist. Diese Organe werden auch in Fig. VII neben einem Stellbolzen 56 zur
Festlegung des unteren Einbaublockes 51 hinsichtlich des Zwir schenteiles 55 und
einem anderen Bolzen 57, der den oberen Einbaublock 49 in Mittellage auf der Stirnfläche
der Stellschraube 53 festhält, in den weggebrochenen Abschnitten gezeigt.
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Die Befestigung des unteren Einbaublockes 5I an dem Zwischenglied
55 ist auch in Fig VIII im Grundriß gezeigt.
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In Seitenansicht (Fig. VII) sind die Einibaublöcke 49 und 51 L-förmig.
Die Enden der ge: krümmten Federn 48 sind zwischen kleinen Klemmplatten 58 und den
senkrechten Flächen der L-förmigen Blöcke eingeklemmt. Wenigstens eine der kleinen
Klemmplatten 58 hat solche Bohrungen, daß eine Einstellung der wirksamen Länge der
gebogenen Federn 48 vorgenommen werden kann.
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Die gebogenen Federn 48 zeigen die Verwendung von ständerähnlichen
Federn zur Ubertragung einer fast konstanten Kraft auf ein Teil. In diesem besonderen
Fall erzielt die Kraft zweierlei: Sie sichert die Einstellung der Drehschneiden
des Hebels 12 auf ihren Lagern und liefert zugleich die Kraft für ein Drehmoment,
das die Federwirkung des Balges in dem Aufnahmekörper für Flüs.sigkeits druck ausgleicht.
Wenn die Aufgabe der gebogenen Feder 48 nur darin besteht, die Drehschneiden des
Hebels gemäß ihrer Einstellung fesit} zuhalten, können die Federn für ihre kritische
Be anspruchung, bei der kleine Kraftanteile große Aus bi,egungsanteiile hervorrufen,
ausgebildet und bis zu dieser Grenze belastet werden. In der besonderen dargestellten
Anwendung islt dieser Gegenstand verhältnftsmäßig unwichtig, doch muß das Drehmoment,
das durch die an verschiedenen Kraftarmen wirkende Kraft hervorgerufen wird, gegen
die Federwirkung des Balges ausgeglichen, werden.
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Diese Aufgabe wird durch Einstellung der Schraube 53 zwecks Veränderung
der wirksamen Länge des gebogenen Federstiänders und damit der Größe der Kraft gelöst.
Diese Einstellung ist einfach, da der Bolzen 57 die Beziehung zwischen dem oberen
Einbaublock 49 und der Schraube 53 bei ihrer Drehung aufrechterhält und seine sei(tlilche
Verlagerung der Teile verhindert.
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Durch eine Anfangs krümmung der Federn 48 und durch einen ausreichenden
Einstellbereich bei der Stellschraube 53 ist es möglich, die Kraft für ein Drehmoment
weitgehend einzuregeln, und so kann der Nennwert des Balges 5 als Feder verhältnismäßig
leicht durch die Federgegenwirkung der gebogenen Federn 48 ausgeglichen werden.
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Die verschiedenartigen Zusammenstellungen von gekrümmten Federn,
die als außermittig belastete Ständer verwendet werden, und die geeignete Wahl von
Anfangswinkeln für die Federn ebenso wie ge eignete Anfangshöhen ermöglichen den
Bau einer Anordnung zur genauen Übertragung von Flüssigkeitsdruck in Kraft, die
in Verbindung mit bekannten Flüssigkeitsdruck-Kapseln eine genaue hydraulische Waage
schafft.
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Ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird, können
verschiedene Abwandlungen der dargestellten Anordnungen vorgenommen werden, um sie
für ähnliche Verwendungszwecke dienstbar zu machen.