DE811039C - Neigungswaage, insbesondere Verhaeltniswaage - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. AUGUST 1951

P 37536 IXb/42f D

Die Erfindung betrifft eine Zeigerwaage, deren Ausschlag nur vom Verhältnis der zu vergleichenden Gewichte abhängt. Die Waage besteht aus einem drehbaren Körper, der im folgenden stets als Waagebalken bezeichnet wird, obwohl er nicht die Form eines Balkens zu haben braucht. An dem Balken greifen die zu vergleichenden Kräfte an. Das Besondere dieser Waage besteht darin, .daß sich der Waagebalken mit Zeiger und den meist vorhandenen Waagschalen hinsichtlich seiner Drehbewegung im indifferenten Gleichgewicht befindet und daß die Hebelarme, an denen die Kräfte angreifen, sich in verschiedener Weise mit dem Neigungswinkel der Waage ändern. Es genügt, wenn sich nur ein Hebelarm mit dem Neigungswinkel der Waage ändert und der andere konstant bleibt. Die Lösung der zuletzt gekennzeichneten Aufgabe ist in Abb. ι dargestellt.

Der Waagebalken besteht in diesem Fall aus einer runden Seilscheibe ι und einer spiraligen ao Seilscheibe 2, die fest auf der gleichen Achse A-A angeordnet sind. Auf den Seilscheiben laufen zwei Seile, an denen zwei Waagschalen mit den zu vergleichenden Gewichten Gi und Gi hängen. Der Waagebalken ist durch ein nicht eingezeichnetes «5 Ausgleichsgewicht so ausgewuchtet, daß er sich im indifferenten Gleichgewicht befindet. Seil und Waagschalen werden zweckmäßig sehr leicht ausgebildet, so daß sie das indifferente Gleichgewicht nicht nennenswert stören. Die Ausschaltung des Einflusses der Waagschalen ist natürlich möglich. Man braucht nur dafür zu sorgen, daß beim Senken

einer Waagschale um einen bestimmten Betrag ein ebenfalls an einem Seil hängendes Gewicht, das so schwer ist wie die Waagschale, um den gleichen Betrag gehoben wird. Zum. Ausgleich der linken Waagschale wird dann allerdings noch eine weitere entsprechend ausgebildete spiralige Scheibe benötigt. Sobald die Bedingung des indifferenten Gleichgewichtes genügend genau erfüllt ist, hängt die Neigung der Waage nur vom Verhältnis der aufgelegten Gewichte ab. Die Neigung, die sich einstellt, richtet sich einfach nach der Bedingung, daß G2-O2 — Gi-Oi werden muß. Der größtmögliche Ausschlagbereich der Waage kann durch verschiedene Ausbildung der spiraligen Scheibe größer,oder

*5 kleiner als 360⁰ gemacht werden. ■

Abb. 2 zeigt eine Anordnung, bei der das Gewicht der Waagschale auegeglichen ist und sich beide Hebelarme mit dem Neigungswinkel der Waage verändern. Es sind zwei kreisförmige Seilscheiben 3 und 4 vorgesehen, die beide auf der Drehachse A befestigt sind. Auf der Scheibe 3 liegt ein Seil, das die beiden Waagschalen mit den zu vergleichenden Qewichten Gi und Gt trägt. Auf der Scheibe 4 liegt ein Seil, das nur die beiden Ge-

»5 wichte G\_w und Gz_w trägt. Gi_w ist genau so groß wie das Gewicht der Waagschale für das Gewicht Gi, und Gtw ist genau so groß wie das Gewicht der Waagschale für das Gewicht¹ G2. Es ist leicht einzusehen, daß die Anordnung bei völliger Symmetrie und leeren Waagschalen, wenn man vom Einfluß der Seilgewichte absieht, sich bei jeder Neigung im indifferenten Gleichgewicht befindet. Nach dem Auflegen der zu vergleichenden Gewichte stellt sich die Neigung der Waage wieder so ein, daß Gv a\ = G2O2 wird.

Ein Nachteil der beschriebenen Anordnungen besteht in der Verwendung der ,Seile, deren Einfluß auf das indifferente Gleichgewicht nicht für alle Neigungen der Waage ausgeglichen werden kann.

Es wurde deshalb nach einer Anordnung gesucht, die diesen Nachteil nicht besitzt, und es wurde eine besondere einfache Anordnung gefunden, die sich von einer normalen Waage einfachster Art äußerlich nur wenig unterscheidet.

Abb. 3 zeigt diese Anordnung. Der geknickte Waagebalken 5 ist bei A drehbar durch ein Schneidenlager gelagert. Der Waagebalken mit leeren Waagschalen und Zeiger befindet sich im indifferenten Gleichgewicht. Der Zeiger kann bei leeren Waagschalen auf jeder beliebigen Stelle der Skala stehen. Beim Auflegen der Gewichte G₁ und G2 spielt der Zeiger in eine Lage ein, die nur vom Verhältnis Gi : G2 abhängt. Es hängen nämlich auch bei dieser Anordnung 01 und 02 (s. Abb. 3) in verschiedener Weise vom Neigungswinkel der Waage ab.

Es ist nicht notwendig, daß die beiden Schenkel des Waagebalkens gleich lang sind. Je nach Verwendungszweck können sie auch verschieden lang gemacht werden. Jedoch darf die Verbindungslinie der Aufhängepunkte P\ und Pz der Waagschalen nie durch den Drehpunkt A gehen. Dann ändern sich nämlich die Hebelarme αϊ und 02 nach dem gleichen Gesetz, "so daß die Waage beim Gewichtsvergleich immer nur nach rechts oder links voll ausschlagen würde.

Di* Anweildüngsmöglichkeiten der beschriebenen Waagen sind sehr mannigfaltig. Es besteht oft die Aufgabe, zwei oder mehrere Stoffe in angegebenem festem Verhältnis zu mischen. Bei nur zwei Stoffen kann man dann folgendermaßen verfahren: Auf die eine Waagschale wird das eine Gut aufgegeben. Dann wird die zweite Waagschale so lange gefüllt, bis das gewünschte Mischungsverhältnis erreicht ist. Die Waage kann dabei im Vielfachen des Gewichtes des ersten Gutes oder auch in Prozenten des Gewichtes des ersten Gutes geeicht werden. Man kann auch unter Verwendung der gleichen Eichskala auf die rechte Seite ein bekanntes Gewicht auflegen und links zunächst von dem ersten Gut ein gewünschtes Vielfaches oder einen gewünschten Prozentsatz dieses Gewichtes und dann von dem zweiten Gut das gewünschte Vielfache oder den gewünschten Prozentsatz desselben Gewichtes auffüllen. Bei mehr als zwei zu mischenden Gütern kann man entsprechend verfahren. Ob man die Prozentskala oder die Vielfachskala benutzt, hängt davon ab, ob das Mischungsrezept die Mischungsanteile in Prozenten oder in Vielfachen eines der Mischungsbestandteile oder einer beliebigen' Grundeinheit angibt.

In speziellen Fällen kann eine andersartige Eichung der Waage zweckmäßig sein. Es soll zum Beispiel ein Gut mit einer Flüssigkeit gemischt werden, deren Gewicht ein bestimmtes Vielfaches oder einen bestimmten Prozentsatz des ersten Gutes betragen soll. In diesem Fall kann man das erste Gute auf eine Waagschale legen und auf die zweite Waagschale so viel Gewichtssteine oder eine solche Menge eines beliebigen Gutes (z. B. Schrotkörner) auffüllen, bis der Zeiger auf: dine bestimmte Stellung einspielt, an der die Skala ihren Nullteilstrich erhält. Welcher Winkelausschlag des Zeigers als Nullstellung bei der Eichung ausgewählt wird, hängt unter anderem von dem ge·* wünschten Meßbereich der Waage ab. Nach Festlegung dieses Nullpunktes erhält die Waage eine Skala, die den Prozentsatz der zugefüllten Flüssigkeit abzulesen gestattet.

Die beschriebenen Waagen eignen sich besonders gut zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes. Die Skala wird dabei direkt in spezifischem Gewicht geeicht. Bei der Messung verfährt man dann folgendermaßen: Der Probekörper wird z. B. auf die linke Waagschale gelegt. Dann legt man auf die rechte Seite so viel Gewichtssteine, bis die Waage auf eine bestimmte Marke einspielt. Hierauf bringt man in bekannter Weise unter die linke Waagschale ein mit einer Flüssigkeit, meist Wasser, gefülltes Gefäß, so daß der Probekörper in die Flüssigkeit eintaucht. Da das Gewicht des Probekörpers im Wasser geringer ist, schlägt der Balken im Uhrzeigersinn aus. Man kann auch zuerst die Wägung in Wasser ausführen. Dann schlägt die Waage nach Entfernung des Wasserglases nach links aus. Der Ausschlag des Balkens

Oll

hängt nur vom spezifischen Gewicht des Probekörpers al), so daß die Waage direkt in spezifischem Gewicht geeicht werden kann. Der Auftrieb, den die Waagschale selbst erfährt, bedingt allerdings einen Meßfehler, der um so größer ist, je kleiner der Probekörper ist. Man wird deshalb in üblicher Weise die linke Waagschale als sehr leichtes Netz ausführen oder sie überhaupt fortlassen und den Probekörper an einem dünnen Faden aufhängen.

ίο Man kann allerdings den durch die Waagschale bedingten Fehler auch aufheben, indem man vor Ablesung des spezifischen Gewichtes auf die linke Seite des Waagebalkens an einer dafür vorgesehenen Stelle ein bestimmtes Gewicht auflegt, das den Auftrieb der Waagschale gerade aufhebt. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß der Waagebalken dieses Gewicht bei seinem Ausschlag selbsttätig mitnimmt. Natürlich kann man, statt auf der linken Seite ein Gewicht aufzulegen, den Auftrieb der Waagschale auch durch Abheben eines zuvor auf der rechten Seite der Waagschale befindlichen Gewichtes ausgleichen.

Selbstverständlich können die Funktionen der

rechten und linken Waagschale vertauscht werden.

Der beschriebene Waagebalken kann auch einen Bestandteil einer Dezimal- oder Zentesimalwaage bilden. Man erhält dann ebenfalls eine Prozentwaage mit Zeiger, die die gleichen Eigenschaften wie die beschriebene Waage hat.

Die beschriebenen Waagen können natürlich auch als Zeigerwaagen für absolute Wägungen benutzt werden und zu diesem Zweck auch eine Eichskala in Kilogramm erhalten.

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Neigungswaage, insbesondere Verhältniswaage, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Waagebalken nötigenfalls einschließlich def leeren Waagschalen im indifferenten Gleichgewicht befindet und daß die Hebelarme der Waage in verschiedener Weise vom Ausschlagwinkel der Waage abhängen.

2. Neigungswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken aus zwei symmetrisch angeordneten Seilscheiben (3und4, Abb. 2) besteht und daß auf einer Seilscheibe ein Seil mit zwei Waagschalen und auf der anderen Scheibe ein Seil mit zwei Gewichten, die genau so schwer wie die Waagschalen sind, liegt.

3. Neigungswaage nach Anspruch 1 mit üblicher Aufhängung der Waagschalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie^ der Aufhängepunkte (Pi und Pi) der Waagschalen unterhalb des Drehpunktes (A) des Waagebalkens liegt (Abb. 3).

4. Neigungswaage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des beim Ermitteln von spezifischen Gewichtswerten auf die Lastschale wirkenden Auftrie- bes selbsttätig durch die Bewegung des Waagebalkens auf die Waage auflegbare und von dieser abhebbare Gewichte vorgesehen sind.

5. Neigungswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Bestandteil einer Dezimal- oder Zentesimalwaage bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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