Titel: | Beitrag zur Theorie und Konstruktion der Wage, mit besonderer Berücksichtigung der n-fach übersetzten Hebelwage. |
Autor: | Franz Lawaczeck |
Fundstelle: | Band 321, Jahrgang 1906, S. 727 |
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Beitrag zur Theorie und Konstruktion der Wage,
mit besonderer Berücksichtigung der n-fach übersetzten Hebelwage.
Von Franz Lawaczeck,
Dipl.-Ing., Camberg.
(Fortsetzung von S. 715 d. Bd.)
Beitrag zur Theorie und Konstruktion der Wage, mit besonderer
Berücksichtigung usw.
11. Berechnung einer neu zu
entwerfenden Wage, die bestimmten Bedingungen hinsichtlich der Tragfähigkeit,
Schwingungsdauer und Empfindlichkeit genügen soll.
Es erscheint zweckmässig, die Neukonstruktion einer Wage mit Rücksicht auf die vorher
festgestellte Gütezahl η vorzunehmen.
Je nach Gattung der zu bauenden Wage wird man die Höhe dieser Zahl η festsetzen, und man hat dann z.B. für eine
dreiheblige Wage, die Gleichung zu befriedigen, wenn u
> 1:
\eta=-\frac{u}{u+1+\frac{x_1\,W_1\,\frac{b^2}{a^2}+x_2\,W_2\,\frac{b^2}{a^2}\,\frac{d^2}{c^2}+x_3\,W_3\,u^2}{L+F}}.
Sofern die Uebersetzungsverhältnisse der Zwischenhebel nicht von vornherein
festliegen, lassen sie sich im Zusammenhang mit dem Gewicht, das so leicht genommen
werden kann, wie es die Festigkeitsforderung irgend zulässt, auf Grund des Seite 713
Gesagten, festsetzen. Die Gesamtübersetzung u ist bei
Gewichtswagen gesetzlich vorgeschrieben, bei Laufgewichtswagen in das Ermessen des
Konstrukteurs gestellt. Je nach Art des Laufgewichtes wird man mit Rücksicht auf die
mutmassliche Grösse dieses Gewichtes die Gesamtübersetzung wählen. Dann steht das
reduzierte Gewicht des Oberbalkens x3W3 fest, da in der
Beziehung für η keine sonstige Unbekannte mehr
vorkommen; x2 und x1 können mit
genügender Genauigkeit zu 0,3 bis 0,33 angenommen werden.
Den Wert des reduzierten Gewichts x3W3 muss man nun konstruktiv für den Oberbalken zu
verwirklichen suchen, was für einen gleicharmigen Oberbalken mit x3 = ⅓ leicht, für
einen ungleicharmigen aber weniger einfach ist, weil hier infolge des anzubringenden
Gegengewichts der Wert x3 sehr schwankt, je nach der Grosse und Lage dieses Gegengewichts.
Immerhin lässt sich für ein vorläufig angenommenes Gegengewicht x3, und damit das Gewicht des Oberbalkens ermitteln, das
mit den übrigen Hebelmassen zusammen die gewünschte Gütezahl bedingt.
Die weitere Dimensionierung des Oberbalkens ist mit Rücksicht auf m vorzunehmen, m ist
seiner Grosse nach gegeben durch die Wahl der Gütezahl und das geforderte z. Es wird die absolute Grösse von m sofort erkennen lassen, ob zur Befriedigung der
Forderungen bezüglich E und z eine künstliche Vergrösserung von m durch
Zeiger oder Mikroskop und in welcher Höhe erforderlich ist. Damit nun der gewünschte
Wert von m auch wirklich eintritt, wenn bei der
Belastung der Endschneide des Oberbalkens mit L1 + F1 ein Zulagegewicht
\Delta\,L_1=\frac{L_1+F_1}{E}
aufgelegt wird, muss die der Gleichung 9 entsprechende
Gleichung
m=\frac{\Delta\,L_1\,f^2}{\frac{c^2}{b^2}\,\frac{e^2}{d^2}\,M_1+\frac{e^2}{d^2}\,M_2+M_3}Diese
Gleichung ist auf die Drehschneide des Oberbalkens bezogen \Delta\,L'=\frac{\Delta\,L}{u}; wie
im Vorhergehenden u=\frac{f\cdot d\cdot b}{e\cdot c\cdot a}\,>\,1. (s. Fig. 14). . . .
43)
befriedigt werden.
Im Wagenbau ist es üblich, um möglichst grosse Empfindlichkeit zu erreichen,
sämtliche Schneiden je eines Hebels in dieselbe Ebene zu legen, also die e2-Werte gleich Null zu
setzen, manchmal ist das konstruktiv nicht ganz leicht durchzuführen; sofern man
eine bestimmte relativ hohe Schwingungszahl verlangt, und eine veihältnismässig hohe
Empfindlichkeit gar nicht nötig hat, kann man von dem Grundsatz, alle Schneiden
desselben Hebels in eine Ebene zu legen, abweichen; ausserdem zeigt Gleichung 29,
dass kleine Abweichungen am zweiten oder gar dritten Hebel nicht allzusehr ins
Gewicht fallen, wenn \frac{c}{b} und \frac{e}{d} kleine Zahlen sind. Solange indessen
kein Grund vorliegt e2
nicht gleich Null zu machen, wird man den Gebrauch beibehalten. Für e2 = 0 bestehen die
„\frakfamily{M}“-Werte der Gleichung 43, wie aus
Gleichung 5 Seite 681 hervorgeht, nur noch aus dem Produkt des Hebelgewichtes und
des Schwerpunktsabstandes eines Hebels von einer durch seinen Drehpunkt gelegten
Wagerechten. Der Einfluss des ersten und zweiten Hebels auf die Empfindlichkeit darf
aber bei starker Uebersetzung sicher vernachlässigt werden; so dass man an Stelle
der Gleichung 43 setzen kann:
m=\frac{\Delta\,L_1\,f^2}{W_3\,e'''_1}.
Da W3 und m nach dem Vorangegangenen als bekannt
anzusehen sind, und ebenso
\Delta\,L_1=\frac{L+F}{u\cdot E},
ergibt sich \frac{f^2}{e'''_1} und nach Wahl von f, der grössten Hebellänge des Oberbalkens, die mit
Rücksicht auf die bereits erfolgte Festsetzung des Gewichtes W3 zu erfolgen hat, ist e'''1 bestimmt. Dieser
Schwerpunksabstand kann bei Präzisionswagen beliebig klein werden, bei grösseren
Handelswagen geht man jedoch nicht gern unter eine gewisse Grenze, weil bei zu
kleinem e1 nach einiger
Betriebszeit, wegen der Schneidenabnutzung, die Wage leicht unzuverlässig wird. Es
wäre jetzt noch zu kontrollieren, ob die Spannungen und Durchbiegungen des
Wagebalkens innerhalb zulässiger Grenzen bleiben können.
Infolge des Umstandes, dass an und für sich zur Berechnung der drei Unbekannten f, e'''1 und W3, durch die Dimensionierung des Oberbalkens festgelegt
ist, der ja nach früherem bei stark übersetzten Hebelwagen einen überwiegenden
Einfluss den anderen Hebeln gegenüber auf Schwingungsdauer und Empfindlichkeit
ausübt, aus Schwingungszahl und Empfindlichkeit nur zwei Gleichungen bestehen, muss
man eine Grösse wählen; man könnte zwar als dritte Gleichung eine
Festigkeitsbeziehung einführen, aber unter Umständen muss man, um nicht einen zu
grossen Schwerpunktsabstand e'''1 zu bekommen, das Gewicht grösser ausführen, als es
die Festigkeit verlangen würde, und ferner ergäbe die Einführung der
Festigkeitsbeziehung eine sehr komplizierte Endformel.
Es lässst sich indessen zeigen, dass unter Umständen der Wert e'''1 auf die Empfindlichkeit keinen
Einfluss mehr hat, dass sich dann sofort die Balkenlänge ergibt, die die gewünschte
Empfindlichkeit bei der entsprechenden maximalen Schwingungszahl gewährleistet.
Dann lassen sich mit Hilfe der Festigkeitsbedingungen die weiteren Abmessungen des
Hebels ermitteln, daraus ergibt sich das Balkengewicht W3 und schliesslich dann e'''1.
Nach früherem hat man für den Oberbalken einer Hebelwage nach Skizze Fig. 14 bei u > 1:
m=\Delta\,\varphi\cdot f=\frac{\Delta\,L_1\,f^2}{\frakfamily{M}_1\,\frac{c^2\,e^2}{b^2\,d^2}+\frakfamily{M}_2\,\frac{e^2}{d^2}+M_3},
und
z^2=\frac{3600000}{E}\cdot \frac{\frakfamily{M}_1\,\frac{c^2}{b^2}\,\frac{e^2}{d^2}+\frakfamily{M}_2\,\frac{e^2}{d^2}+\frakfamily{M}_3}{J_0\,\frac{c^2\,e^2}{b^2\,d^2}},
wobei
J0= [(L + F) (1 + u) + ∑xWred]a2
und
\Sigma\,x\,W_{red}=x_1\,W_1\,\frac{b^2}{a^2}+x_2\,W_2\,\frac{b^2}{a^2}\,\frac{d^2}{c^2}+x_3\,W_3\,\frac{b^2}{a^2}\,\frac{d^2}{c^2}\,\frac{f^2}{e^2}
Folglich:
z^2=\frac{3600000}{E}\,\frac{\frakfamily{M}_1\,\frac{c^2}{b^2}\,\frac{e^2}{d^2}+\frakfamily{M}_2\,\frac{e^2}{d^2}+\frakfamily{M}_3}{\left[\frac{L+F}{u}\,\left(1+\frac{1}{u}\right)+x_1\,W_1\,\frac{c^2\cdot
e^2}{d^2\cdot f^2}+x_2\,W_2\,\frac{e^2}{f^2}+x_3\,W_3\right]\,f}
Sofern man nun entsprechend hoher Uebersetzung die Glieder, die mit Quadraten der
Teilübersetzungen behaftet sind, was bei den meisten ausgeführten Typen der Fall
ist, vernachlässigen kann, gehen diese Gleichungen über in
m=\Delta\,\varphi\,f=\frac{\Delta\,L_1\,f^2}{\frakfamily{M}_3}=\frac{(L+F)\,f^2}{E\cdot u\cdot \frakfamily{M}_3} . 43a)
und
z^2=\frac{3600000}{E}\,\frac{\frakfamily{M}_3}{\left[\frac{L+F}{u}\,\left(1+\frac{1}{u}\right)+x_3\,W_3\right]\,f^2}.
Diese Formeln haben für einheblige Wagen einen grösseren Genauigkeitsgrad, als für
mehrheblige. In ihnen ist L + F die Tragkraft der Wage
und f bedeutet den längsten Hebelarm des Oberbalkens.
Hat man vor, an dem Oberbalken einen Zeiger von bestimmter Länge anzubringen, so interessiert uns weniger die Senkung der
Endschneide, als vielmehr der Ausschlagwinkel \frac{m}{f}=\Delta\,\varphi; man wird dann wünschen
müssen, dass der Balken so konstruiert sei, dass der Wert von Δϕ erreicht wird, der am Ende des Zeigers s den genügend deutlichen Ausschlag m' hervorruft. Man kann demzufolge \Delta\,\varphi=\frac{m'}{s} als
gegeben ansehen. Setzt man nun den Wert aus Gleichung 43a
f^2=\left(\frac{\frakfamily{M}_3}{\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}}\right)^2\,u^2=\left(\frac{W_3\,e'''_1}{\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}}\right)^2\,u^2
in die Gleichung für z2 ein, so wird
z^2=3600000\,\frac{\left(\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}\right)^2}{[(L+F)\,(u+1)+x\,W_3\,u^2]\,W_3\,e'''_1}
eine quadratische Gleichung für W3; ordnet
man nach W3, so erhält man
{W_3}^2\,e'''_2+W_3\,e'''_1\,\frac{(L+F)\,(1+u)}{x_3\,u^2}-\frac{3600000}{u^2\,x_3}\,\left(\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi\,z}\right)^2=0, 44)
was für W3 = f(e'''1) eine Gleichung
dritten Grades darstellt. Die Diskussion liefert drei reelle Asymptoten, von denen
die eine senkrecht zu den beiden anderen stehende mit der Abscissenachse, auf der
W abgetragen ist, zusammenfällt. Die Kurve (siehe
Fig. 17) zeigt soweit sie technischen Wert
besitzt nebenstehenden Verlauf,Der Figur
sind der Einfachheit halber die Verhältnisse einer gleicharmigen
Präzisionswage von 200 g Tragkraft zugrunde gelegt. für uns in
Betracht kommt nur der im Positiven liegende Ast. Diese Kurve sagt uns nicht viel.
Lösen wir indessen Gleichung 44 auf nach W3 und setzen den Wert
Textabbildung Bd. 321, S. 729
Fig. 17.
W_3=-\frac{(L+F)\,(1+u)}{2\,x_3\,u^2}\,\pm\,\sqrt{\left[\frac{(L+F)\,(1+u)}{2\,x_3\,u^2}\right]^2+\frac{3600000\cdot \Delta\,L^2}{x_3\,u^2\,(\Delta\,\varphi\cdot
z)^2}\,\frac{1}{e'''_1}}=\frac{(L+F)\,(1+u)}{2\,x_3\,u^2}\,\left[-1\,\pm\,\sqrt{1+\frac{4\,x_3\,u^2\,\Delta\,L^2\cdot 3600000}{(L+F)^2\,(1+u)^2\,(\Delta\,\varphi\cdot
z)^2\,e'''_1}}\right] 44a)
ein in die Gleichung
f=u\,\frac{W_3\,e'''_1}{\Delta\,L}\,\Delta\,\varphi, so wird aus dieser
f=\frac{(L+F)\,(1+u)}{2\,x_1\,u^2}
\left[-1\,\pm\,\sqrt{1+\frac{4\,x_3\,u^2\cdot \Delta\,L^2\cdot 3600000}{(L+F)^2\,(1+u)^2\,(\Delta\,\varphi\,z)^2}\cdot \frac{1}{e'''_1}}\right]\,\frac{\Delta\,\varphi}{\Delta\,L}\,e'''_1\,u 45)
Textabbildung Bd. 321, S. 729
Fig. 18.
Durch Isolierung der Wurzel und Quadierung ergibt sich diese Gleichung als eine
zweiten Grades zu erkennen, und wenn man auf der Abscisse f, auf der Ordinate e'''1 abträgt, erhält man eine Hyperbel,
deren Asymptoten die Gleichungen
x_1=\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}\,\frac{3600000}{Z^2\,\left(L+F\right)\,\left(1+\frac{1}{u}\right)}=\frac{3600000}{E\cdot
\Delta\,\varphi\cdot Z^2\,\left(1+\frac{1}{u}\right)}
und
x=\lambda\,e'''_1+v=-\frac{\Delta\,\varphi}{\Delta\,L}\,\frac{\left(1+\frac{1}{u}\right)\,\left(L+F\right)}{x_1}\,e'''_1-\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}\,\frac{3600000}{z^2\cdot
\left(L+F\right)\,\left(1+\frac{1}{u}\right)}
besitzen.
Ein Minimum liegt auf dem uns interessierenden Ast bei x
= 0; y = 0. Aus dem Verlauf(Siehe Fig.
18). Hier ist wieder die gleicharmige Präzisionswage für 200 g
zugrunde gelegt, so dass unserer früheren Bezeichnung zufolge an Stelle e'''1 der Wert
e1 und an
Stelle von f, der grössten Hebellänge des
Oberbalkens, die Hebellänge a tritt.
der positiven Asthälfte ergibt sich, dass in der Nähe der auf der Abscissenachse
senkrecht stehenden Asymptote, der Wert e'''1 nur einen verschwindend kleinen Einfluss auf die
Balkenlänge ausübt, so dass dann die Länge des Balkens genügend genau durch die
Schwingungsdauer und die Empfindlichkeit festgelegt werden kann; d.h. für genügend
grosse Werte von e'''1
kann die Balkenlänge f gesetzt werden:
f=x_1=\frac{3600000}{E}\cdot \frac{1}{z^2\cdot \Delta\,\varphi}\cdot \frac{1}{\left(1+\frac{1}{u}\right)} 46)
oder in Worten:
Bei hinreichend grossem e'''1ist bei gegebener Schwingungszahl und gleicher Uebersetzung
die Empfindlichkeit (E . Δϕ) nur von der Hebellänge f
abhängig und ihr umgekehrt proportional.
Es muss indessen festgestellt werden, für welche Grössen obige Näherungsgleichung für
f anwendbar ist. Das ergibt sich einfach, wenn man
die Wurzel der Gleichung 45 nach Reihen entwickelt; bekanntlich wird der
Wurzelausdruck eine konvergente Reihe, wenn
y=\frac{4\,x_3\,u^2\,\Delta\,L^2\cdot 3600000}{(L+F)^2\,(1+u)^2\,(\Delta\,\varphi\,z)^2}\cdot \frac{1}{e'''_1}=\frac{4\cdot
x_3}{\left(1+\frac{1}{u}\right)^2}\cdot \frac{1}{E^2\cdot \Delta\,\varphi^2}\cdot \frac{3600000}{z^2}\cdot \frac{1}{e'''_1}\,<\,1.
Vernachlässigt man unter Vorausssetzung dieser Ungleichung in
der Reihe die Glieder mit y2 und höheren Potenzen, so wird der Wurzelwert =1+\frac{y}{2} und f wird
f=\frac{3600000}{z^2\,(L+F)}\cdot \frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}\,\frac{1}{\left(1+\frac{1}{u}\right)}=\frac{3600000}{z^2\cdot
E\cdot \Delta\,\varphi\cdot \left(1+\frac{1}{u}\right)},
d.h. gleich dem Wert, den die Asymptote auf der Abscissenachse
abschneidet. Will man also diese Näherungsformel benutzen, so muss man dafür sorgen,
dass y < 1. Einige Schwierigkeit bereitet in
diesem Ausdruck der Wert x3, sofern es sich nicht um einen gleicharmigen Oberbalken handelt. Für den
Fall eines gleicharmigen Oberbalkens ist x3 = ⅓, für einen ungleicharmigen Oberbalken wird x3 deshalb etwas
schwankend, weil ein verhältnismässig grosses Gewicht, das Ausgleichgewicht des
Hebels angebracht werden muss, das auf das Trägheitsmoment einen kleinen, auf das
Gesamtgewicht des Hebels aber einen bedeutenden Einfluss ausübt, so dass x3 wesentlich
beeinflusst wird. Im allgemeinen wird aber x3 keine grosse Zahl, in der Regel wird x3 < 1 sein. Sind so alle Werte
ausser e'''1 bekannt,
so lässt sich aus der Ungleichung erkennen, wie gross e'''1 mindestens ausgeführt werden müsste,
ob also die Näherungsgleichung 46 für einen vorliegenden Fall anwendbar ist. Scheint
das der Fall, so lässt sich f also ermitteln, und
danach sind leicht die weiteren Abmessungen des Oberbalkens auf Grund der
Festigkeitsbeziehungen zu ermitteln. Damit steht das Gewicht W3 fest und auf Grund der Gleichung, die
sich aus Gleichung 44a durch Reihenentwicklung der Wurzel ergibt, nämlich
W_3=\frac{3600000}{z^2}\,\left(\frac{\Delta\,L}{\Delta\,\varphi}\right)^2\,\frac{1}{(L+F)\,\left(1+\frac{1}{u}\right)}\cdot
\frac{1}{e'''_1}, 47)
ist e'''1 eindeutig bestimmt; natürlich ist zu
kontrollieren, ob dieses e'''1 obige Ungleichung für y erfüllt. Ist dies
nicht der Fall, müsste vielmehr zur Befriedigung der Ungleichung der Wert e'''1 doch noch grösser
genommen werden, so müsste demnach W3 kleiner als es die Festigkeit zulässt, genommen
werden, es sei denn, dass sich die Gewichtsverminderung durch Verkleinern eines
eventuell vorhandenen Gegengewichts erreichen liesse. Geht dies nicht, und führt man
den Balken trotzdem mit den gefundenen Massen aus, so wird, da W3e'''1 kleiner ist, als
die geforderte Empfindlichkeit verlangt, diese grösser, während die Schwingungszahl
entsprechend abnimmt. Will man diese Verringerung vermeiden, so muss man den Balken
kürzen, um wieviel ergibt sich durch Berechnung des Wertes η auf Grund des bereits erhaltenen W3. Es ist nämlich
\eta=\frac{u}{u+1+\frac{\Sigma\,x\,W_{red}}{L+F}}=\frac{1}{1+\frac{1}{u}+\frac{\Sigma\,x\,W_{red}}{(L+F)\,u}}
und
m\,z^2=\eta\,\frac{3600000}{E}=f\,\Delta\,\varphi\cdot z^2,
woraus
f=\eta\,\frac{3600000}{E}\cdot \frac{1}{\Delta\,\varphi\cdot z^2}. . . . 48)
Ist in der Gleichung für η, der
Betrag, \frac{\Sigma\,x\,W_{red}}{(L+F)\,u} so klein, dass er gegen 1 vernachlässigt werden kann, so wird η unabhängig von W
nämlich
\eta=\frac{1}{1+\frac{1}{u}},
womit Gleichung 48 übergeht in Gleichung 46. Beide Gleichungen
zeigen die grösste Hebellänge, die noch mit der geforderten Empfindlichkeit (E . Δϕ) und
Schwingungsdauer vereinbar ist. Da die Unterbringung von Last und Gewichtsschale
einen bestimmten Raum erfordert, darf natürlich der Wert von f nicht beliebig klein werden; würde f
kleiner, als es die Unterbringung der Schalen usw. erfordert, so muss man die
Anforderungen entweder bezüglich der Schwingungszahl oder des Ausschlagwinkels
niedriger schrauben.
Die letzten Betrachtungen sind geeignet, die Berechnung der Balkenlänge bei
Präzisionswagen besonders einfach zu gestalten, weil dort wegen grossen E-Wertes die Ungleichung für y leicht erfüllt wird.
Es werde z.B. für eine gleicharmige Analysenwage (u = 1)
bei 200 g Maximalbelastung eine Empfindlichkeitsziffer von etwa 100000 verlangt bei
etwa 9,5 Schwingangen i. d. Minute. Es möge ein Ausschlag m1
= 1 mm gemessen an der Spitze eines Zeigers, der zu 300
mm Länge angenommen werde, als genügend deutlich gelten für ein
Uebergewicht
\Delta\,L=\frac{200}{100000}=2\mbox{ mg}.
Der Wert Δϕ muss dann werden
\Delta\,\varphi=\frac{1}{300}.
Damit wird der Hebelarm des Wagebalkens f bezw. a:
a=\frac{3600000\cdot 300}{100000\cdot 90\cdot 2}=60\mbox{ mm},
während W=\frac{36}{e_1} ist. Für e1 = 1 mm müsste man W =
36 g machen, ein Gewicht, das wohl schwerlich so verteilt werden kann, dass die
Widerstandsfähigkeit des Balkens gegen Durchbiegung genügend gross wird. Wählt man
e1 = 0,6 mm, so
dürfte der diesem Wert entsprechende Wert W = 60 g wohl
einen genügend starren Balken abgeben, wenn man etwa Form und Art des Bungebalkens
wählt. Für diese Werte von a, W, e1 wird das Kriterium
y=\frac{4\,x}{2^2}\cdot \frac{3600000\cdot 90000}{100000^2\,90\cdot 0,6}=x\cdot 0,6.
Da x immer kleiner sein muss als
1, solange nicht die Höhe des Balkens grösser ist als die halbe Länge des Balkens,
ist demnach die Grenze, für die obige Annäherungsformel für a genau genug gilt, noch nicht überschritten.
Wollte man bei der hohen Schwingungszahl von z = 9,5
auch noch eine Empfindlichkeitsziffer von E= 1000000,
so entspräche demselben Zeigerausschlag von \Delta\,\varphi=\frac{1}{300} nunmehr eine Balkenlänge a = 6 mm, ein Wert, der unausführbar klein ist, weil
a vor allem keinen genügenden Raum zur
Unterbringung der Schalen gewährt. Besteht man aber auf den Forderungen für E und z, so bleibt nichts
anderes übrig, als den Ausschlag Δϕ zu verkleinern und
ihn etwa optisch genügend deutlich zu machen. Nehmen wir eine optische Vergrösserung
von 1 : 10 an, so darf jetzt Δϕ bei gleicher
Zeigerlänge wie vorhin \frac{1}{3000} werden; mithin wird a
= 60 mm und natürlich wieder da E . Δϕ konstant gehalten wurde, W=\frac{36}{e_1}=60\mbox{ g} für e1 = 0,6 mm.
Wollte man e1 noch
kleiner machen, um ein grösseres und desshalb bequemer herstellbares W zu erzielen, so hörte die Gültigkeit unserer Formeln
bald auf, da das Eigengewicht des Balkens dann einen grösseren Einfluss auf die
Schwingungsdauer ausübt, als ihn unsere Annäherungsformeln einräumen. Für den Fall müsste die Schwingungsdauer nach der
Formel
z^2=\frac{3600000}{E\cdot m}\cdot \frac{1}{1\,\mp\,\frac{1}{u}+\frac{x\,W}{L+F}}=\frac{3600000}{E\cdot a\cdot \Delta\,\varphi}\cdot
\frac{1}{2+\frac{x\,W}{L+F}}
berechnet werden, die den ungünstigen Einfluss eines
verhältnismässig grossen Balkengewichtes erkennen lässt.
Bei Präzisionswagen sind die Balken meist durchbrochen ausgeführt, so dass der Wert
x in der Regel von dem Wert x = ⅓, der für rechteckige Parallelepipede gilt, erheblich abweichen wird.
Indessen lässt sich der einer jeden Balkenform entsprechende Wert genügend genau und
bequem durch einen Schwingungsversuch ermitteln.
(Schluss folgt.)