Wann ist schweremasse nicht gleich tragemasse

Anordnung zur Trennung und Verfahren zur Wägung von träger Masse und schwerer Masse chemischer Stoffe physikalischer Körper Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Trennung und ein Verfahren zur Wägung von träger Masse und schwerer Masse chemischer Stoffe und physikalischer Körper.

1. Physikalische Problemsteilung und technische Aufgabenstellung

Die erfindungsgemäße technische Anordnung zur Trennung von träger Masse und schwerer Masse ° chemischer Stoffe und physikalischer Körper funktioniert durch die Nutzung der physikalischen Wirkung horizontaler Komponenten neutraler Feldstärken unabhängiger neutraler Kraftfelder des Erdkörpers, des Erdrotationsfeldes und des Erdgravitationsfeldes. Deren neutrale Wechselwirkung erhält durch die resultierende Feldstärke dieser beiden Felder die Feldstärke des Erdschwerefeldes. Die starke Wirkung der vertikalen Komponente der Feldstärke des Erdschwerefeldes ist durch die Fall- 5 beschleunigung eines ausgefällten chemischen Stoffes oder frei fallender Körper physikalisch direkt zu beobachten. Deren physikalische Wirkung ist durch fallende Masse, die vermittels einer Waage im Ruhezustand künstlich erhalten bleibt, durch die Gewichtsmasse zu messen.

Viel schwieriger, als die vertikale starke Wirkung der Erdschwerefeldstärke durch die Fallbeschleunigung der Körper, die vermittels der Einsicht in das Hebelgesetz [ARCHIMEDES von Syrakus, *285- f285 v. 0 Chr.] schon vor etwa 2500 Jahren zur Herstellung der ersten hydrodynamischen Präzisionswaage zur Wägung von Gewichtsmasse in einer Flüssigkeit statt in Luft technisch genutzt wurde, ist es, die horizontale schwache Wirkung der vom Schwerefeld unabhängigen neutralen Kraftfelder zum Wägen von Masse technisch nutzbar zu erfassen, die das Schwerefeld der Erde erhalten. Daß das technisch machbar, und physikalisch möglich ist, ist schon allein dadurch klar, daß die Feld- 5 stärke des Rotationsfeldes der Erde durch allgemeine Rotation träger Masse um das Erdrotationszentrum in der Erdachse in jeder Sekunde der Zeit, und die Feldstärke des Gravitationsfeldes der Erde durch allgemeine Anziehung schwerer Masse zum Erdgravitationszentrum in der Erdmitte in jeder Stelle des Raumes wirkt. Der allgemeine Fall von Gewichtsmasse in Lotrichtung zum Erdschwerezentrum in der Äquatormitte ist durch die Lotabweichung physikalisch scharf getrennt davon zu beobachten. 0 Die technische Schwierigkeit bei der Nutzung des Unterschiedes besteht darin, daß die Lotabweichung eine sehr kleine Größe ist. Die dadurch zu erfahrende physikalische prinzipielle Trennung von fallender Gewichtsmasse zum Schwerezentrum und von gravitierender schwerer Masse zum Gravitationszentrum ist für die Trennung von schwerer Masse und Gewichtsmasse darum so nicht zu nutzen. Es sind seltene Horizontalpendel zur Vergrößerung der Lotabweichung, es sind teure Bohrlochlotschwankungspendel, 5 es sind höchstgenaue Gravimetersysteme bekannt, die auf die Lotabweichung reagieren.111 Zur Trennung der Arten der Masse zu nutzen ist der Unterschied mit keiner dieser technischen Lösungen. Die physikalische Schwierigkeit ist von ganz anderer Art. Sie besteht darin, daß zwischen den Feldstärke aller drei unabhängigen neutralen Felder des Erdkörpers, und zwischen allen drei unabhängigen Erhaltungsbeschleunigungen des Zustandes der Beharrung rotierender träger Masse, gravitierender 0 schwerer Masse, und fallender Gewichtsmasse in Momenten der Ruhe in der Zeit und in Stellen der Ruhe im Raum physikalisch prinzipiell zu unterscheiden und physikalisch scharf zu trennen ist. Der diesbezügliche Stand ist, daß zwischen unabhängigen neutralen Feldstärken, die in einer festen Richtung des Raumes eine konstante Größe behalten, womit sie auf Masse wirken, und neutraler Eigenbeschleunigung von Masse, womit die Masse sich selbst im Zustand schwerer Ruhmasse, träger Ruh- 5masse, oder fallender Ruhmasse stabil erhält, was durch gleichzeitige Momente relativer Ruhe in der Zeit und koinzidente Stellen relativer Ruhe im Raum physikalisch zu erfahren ist, prinzipiell nicht unterschieden wird. Daß es auf dieser physikalischen Grundlage unmöglich ist, zwischen dem einen oder dem anderen Zustand zu unterscheiden, was eine Voraussetzung ist, um eine technische Anordnung physikalisch zu beschreiben, womit schwere Masse und träge Masse zu trennen sind, und um die Funktionsweise eines technischen Verfahrens zu kennzeichnen, womit diese Größen von Ruhmasse in äquivalenter Größe der Normalmasse zu messen sind, das charakterisiert die bei der technischen Aufgabenstellung zu berücksichtigende physikalische Problemstellung und physikalische Aufgabenstellung. 2. Erfindungsgemäße Formulierung der physikalischen Problemstellung. Die erfindungsgemäß zu lösende technische Aufgabenstellung

Die physikalische Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht gemäß den vorstehenden Darlegungen darin, daß das neutrale Kraftfeld des Erdkörpers als ein einheitliches unteilbares physika- lisches Kraftfeld unabhängiger neutraler Kraftfelder der Erhaltung der Erdrotation durch träge Masse in jedem Augenblick in der Zeit und der Erhaltung der Erdgravitation durch schwere Masse in jeder Stelle des Raumes aufgefaßt wird, deren stabile Wechselwirkung das Erdschwerefeld in jeder Stelle der Raumzeit erhält. Dessen Wirkung ist physikalisch unabhängig davon durch die fallende Masse physikalisch direkt zu beobachten, und dadurch technisch zu nutzen. Die unabhängigen Felder sind durch unabhängige Feldstärken ^ allgemeiner Massenrotation durch eine konstante Wirkung durch träge Masse mτ der in jedem Augenblick in der Zeit, in jeder Sekunde eines Erdtages, [FIGUR 9] um das feste Kraftzentrum der Erdrotation rotierenden chemisch stabilen Stoffe und physikalisch stabilen Körper, und allgemeiner Massenanziehung g durch eine konstante Wirkung durch schwere Masse ms der in jeder Stelle des Erdraumes zum festen Kraftzentrum der Erdgravitation angezogenen gravitierenden chemisch stabilen Stoffe und physikalisch stabilen Körper physikalisch allgemeingültig zu erfassen.

Die Einheit der Felder ist durch die resultierende Feldstärke g der unabhängigen Feldstärken der Erdrotation und Erdgravitation zu beschreiben, die das Erdschwerefeld erhält. Die Wirkung dieser Feldstär- ke durch die in der unteilbaren Raumzeit fallende Masse ist durch die Fallbeschleunigung einer Stoffmenge oder eines Körper zu messen. Der physikalische Zusammenhang der unabhängigen Feldstärken ist durch die einheitliche Größe durch die vektorielle Summe der unabhängigen Arten von neutraler Feldstärken mathematisch streng zu beschreiben: S^ =ig\ +S\ d)

Die Erhaltung träger Masse in jedem Augenblick in der Zeit durch das Erdrotationsfeld und schwerer Masse in jeder Stelle des Raumes durch das Erdgravitationsfeld ist durch die unteilbare Wirkung der stabilen Wechselwirkung dieser Felder durch das Erdschwerefeld in jeder Stelle der Raumzeit durch die fallende Masse oder Gewichtsmasse ma im Schwerefeld physikalisch einheitlich Größe durch die skala- re Summe der unabhängigen Arten von Massen mathematisch streng zu beschreiben: ms + mT = mσ (2)

Die TABELLE 1 bis TABELLE 4 der nachfolgenden Beschreibung enthält erste Meßgrößen von direkt gemessenen Größen von schwerer Masse und von träger Masse, die mittels der nachfolgend unter Punkt 3 und Punkt 5 beschriebenen technischen Anordnung physikalisch erhalten und mittels des unter Punkt 4 beschriebenen technischen Verfahrens gemessen worden sind.

Diese ergeben eine für eine Erstmessung befriedigende Übereinstimmung mit dem vorstehenden physikalischen allgemeinen Erhaltungssatz für verschiedene Größen unabhängiger Arten von Masse, die durch verschiedene Feldstärken unabhängiger neutraler Felder erhalten, besser als 1 %.

Der für die physikalische Erfahrung und für die meßtechnische Bestimmung gleichwertiger Wirkungsgrößen und äquivalenter Meßgrößen der Masse wichtige Zusammenhang mit bekannten physikalischen Größen des Wägewertes der Gewichtsmasse in Luft, der mittels bekannter technischer Verfahren einer Gewichtswaage der Wahl [FIGUR 8] zu messen ist, besteht durch die starke Wirkung der vertikalen Komponente der Feldstärke des Erdschwerefeldes durch die Fallbeschleunigung frei fallender Körper im Vakuum, und zwar dadurch, daß der Betrag beider Größen in dieser Richtung physikalisch ununter- scheidbar zu erfahren ist. Aber die Größe ist physikalisch prinzipiell ungleich.

Die Feldstärke zieht fallende Masse zum Schwerezentrum. Sie trägt darum logischerweise das negative Vorzeichen der durch (1) bestimmten Größe. Die Gegenbeschleunigung, welche in jedem noch so kleinen Teilchen der fallende Masse in entgegengesetzter Richtung wirkt, und die Masse dadurch in jeder Raumzeitstelle stabil erhält, trägt iogischerweise das entgegengesetzte positive Vorzeichen. Dadurch ist die Feldstärke des Schwerefeldes physikalisch sicher zu trennen, und ist der Unterschied mathematisch streng getrennt von der Fallbeschleunigung der Gewichtsmasse zu beschreiben. 1 Es leuchtet von selbst ein, daß die Fallbeschleunigung dabei zu einem Kraftzentrum gerichtet ist, daß nicht unveränderlich fest steht, sondern sich zwischen dem Erdgravitationszentrum und dem Erdrotationszentrum in einem dazwischen liegenden Erdschwerezentrum stabil erhält. Diese Richtung ist es, die man in der Erdmessung die Lotrichtung nennt. |1) In genau dieser Richtung wirkt die Erhaltungsbeschleunigung aller Gewichtsmasseteilchen im Zustand

5

lOwaage. Dabei wird so vorgegangen, daß ein Zustand der Erhaltung des Gleichgewichtes des Gewichtes im Schwerefeld künstlich geschaffen wird. Das technische Mittel dafür ist eine Kompensationsvorrichtung zum Ausgleich der Wirkung der Gewichtskraft mithilfe einer Kompensationskraft F gegen die Gewichtskraft. Auf diese Art und Weise geschieht das Wägen der Größe der Gewichtsmasse mQ. Die physikalischen Bedingungen der Wägung im Schwerefeld sind dadurch physikalisch eindeutig bestimmt. Durch i δfeste Grenzwerte sind sie mathematisch im Prinzip beliebig genau zu beschreiben: mG -(-gr,ω) + F = 0 (3)

Bei einer modernen Gewichtswaage ergeben elektronisch stabilisierte Kompensationsvorrichtungen eine Genauigkeit des Quotienten aus Kompensationskraft der Waage und aus Fallbeschleunigung im Wägebereich, der oftmals genauer ist, als die Größe der Gewichtsmasse durch die Einheit der Masse

20 * *o - -— F° {4) physikalisch darzustellen ist, was durch eine geeichte Kopie des Urkilogramms [2) als Basiseinheit der Masse des Internationalen Physikalischen Einheitensystems geschieht, die dem Anwender durch ein

25 geeichtes Wägestück zur Verfügung zu stellen ist.

Ein Beispiel für den Stand der Technik im Hinblick der Genauigkeit der Messung des Betrages der am Ort einer Waage wirkenden Feldstärke des Erdschwerefeldes ist hier zu geben: In der Nähe des Ortes, wo die im ABSCHNITT 5 näher beschriebene, technisch ausgeführte Anordnung einer Trennwaage mit den dargestellten Ergebnissen erprobt wurde, ist in jüngster Vergangenheit eine Hochgenauigkeits-

30 messung der Fallbeschleunigung durchgeführt worden.

Dabei kam ein auf einer Entwicklung von FALLER (1963) nach einem US-Patent von der Firma AXIS hergestelltes Freifall-Absolutgravimeter zum Einsatz. Es funktioniert mit einer Vakuumkammer und einem sehr kleinen Fallweg von etwa 0,2 m. Damit sind zwecks Neuvermessung des Schweregrundnetzes die Mittelwerte der Fallbeschleunigung über das Zeitmittel eines Tages bestimmt worden, und

35 zwar mit einer Standardabweichung im Nanobereich mit etwa 51Cr9 genauer bestimmt, als die Toleranz bester Wägestücke beträgt, ausgenommen Eichstücke, ra die bis auf Picogramm darzustellen sind. Für die Absolut-Meßstation 23/10 auf dem hier interessierenden Breitengrad von φ = 54,08° ergab sich für Normalhöhe von 1 ,25 m ein Betrag der Fallbeschleunigung von g^s (9,81428453 ± 0,00000005) m/s2. ra Dadurch sind Durchschnittswerte der Wirkung des Erdschwerefeldes durch mittlere konstante „Schwere-

40 werte" in Form katalogisierter Meßwerte für ortsfeste Meßstationen des Schwerenetzes in dieser Genauigkeit heutzutage bekannt. Das ist derzeitiger Höchststand von Wissenschaft und Technik. Das dadurch über physikalisch unabhängige Größen der Feldstärke des Rotationsfeldes und des Gravitationsfeldes physikalisch überhaupt nichts bekannt ist, ist unbestritten. Noch weniger ist dadurch über die physikalische Wirkung durch von der Gewichtsmasse physikalisch prinzipiell getrennt zu messende 5 träge Masse und schwere Masse bekannt. Das der Fachleuten allgemein für der beste Weg gehaltene Weg, die Meßgenauigkeit der Schweremeßgeräte noch weiter zu erhöhen, und die Toleranz der Gewichtswaage noch weiter zu senken, und im Bereich der Schweremeßtechnik neue Horizontalpendel, neue Schwerependel, neue Gravimeter zu entwickeln, und im Bereich der Wägetechnik neue Waagen mit noch besserer Kompensationsvorrichtung zu schaffen, im Hinblick der erfindungsgemäßen technischen Aufgabenstellung darum physikalisch nicht zum Erfolg führt, und technisch nichts bringt, ist damit deutlich einzusehen.

Die erfϊndungsgemäße technische Aufgabenstellung ist physikalisch prinzipiell anders anzusehen. Es geht nicht darum eine neue technische Anordnung zu schaffen zur technischen Nutzung der physikalischen Wirkung der Feldstärke des Erdschwerefeldes, denn davon gibt es reichlich. Diese Geräte funk- tionieren durch die in lotrechter Richtung starke Wirkung der Fallbeschleunigung, durch die fallende Masse der Stoffe und Körper. Das technische Problem, die erfindungsgemäß zu lösende technische Aufgabe besteht darin, daß eine technische Anordnung herzustellen ist, womit die Beharrung einer Stoffmenge und eines Körpers im Zustand der Ruhe physikalisch unabhängig von der starken Wirkung der Fallbeschleunigung in lotrechter Richtung künstlich zu erhalten ist. Dazu ist offenkundig eine Kompensationsvorrichtung herzustellen, die in technisch grundsätzlich anders funktioniert, als die Kompensationsvorichtung einer Gewichtswaage.

Daraus ergibt sich eines der auffälligsten Kennzeichen der erfindungsgemäßen technischen Lösung zur Trennung von schwerer Masse und träger Masse von der Gewichtsmasse: Das ist die charakteristische Lotstellung des Wägebalkens und die horizontale Führschwingung der Wägeprobe zu erkennen ist, wie dies in FIGUR 1 bis FIGUR 7 zu sehen ist In gleicher Weise ergibt sich das Kennzeichen einer erfindungsgemäßen technischen Anordnung zur Feinmessung unabhängiger Arten von träger Masse: Das ist die charakteristische Horizontalstellung des Wägebalkens und die horizontale Führschwingung der Wägeprobe, wie in FIGUR 10 und FIGUR 11 zu sehen. Der kennzeichnende Unterschied der physikalischen Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vertikal- waage, die zur Wägung der Größe beispielsweise der trägen Masse die schwache physikalische Wirkung horizontaler Komponenten der Feldstärke des Erdrotationsfeldes technisch nutzt, statt die starke physikalische Wirkung vertikaler Komponenten des Schwerefeldes, veranschaulicht FIGUR 9. Wie die Größe der Feldstärke des Feldes und die der Erhaltungsbeschleunigung der trägen Masse im Zustand sich genau bestimmen, deren Wechselwirkung in periodisch auftauchenden Momenten des Zustandes relativer Ruhe der Wägeprobe zu beobachten ist, ist in der ERLÄUTERUNG zu FIGUR 9 in ABSCHNITT 9 dieser Beschreibung dargelegt worden. In ABSCHNITT 8 ist zum Zweck der Beschreibung des Unterschiedes der physikalischen Wirkungsweise eine Gegenüberstellung mit der Wirkungsweise eines Schwerependels am Beispiel gemessener Größen von träger Masse genormter Gewichtsstücke aus Messing von je 20 g, 10 g, und 5 g Gewichtsmasse zu finden, die der mittels der in AB- SCHNITT 5 beschriebenen Vertikalwaage erhalten worden sind.

Daß die Kompensationsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Waage für die Erhaltung getrennter Ruhezustände von träger Masse und schwerer Masse technisch viel empfindlicher herzustellen ist, weil sie im Gegensatz zur starken Fallkraft in vertikaler Richtung, womit die Gewichtswaage funktioniert, auf die schwache Wirkung kleinster Drehmomente horizontaler Komponenten der Feldstärke des Erdrotations- feldes und des Erdgravitationsfeldes hochgenau ansprechen muß ist, leuchtet nach der vorstehenden allgemeinen Charakteristik der erfindungsgemäß zu lösenden technischen Aufgabe bereits ein. Die erfindungsgemäße technische Lösung besitzt aus den vorgenannten Gründen im Gegensatz zu Gewichtswaagen, die zur sicheren Reproduzierung des Wägewertes der Gewichtsmasse regelmäßig noch eine Dämpfungsvorichtung haben, womit die vertikale Schwingung um die Gleichgewichtslage auf Null zu bringen ist, um zu rascherer Ablesung des Meßwertes durch Verkürzung der Einschwingdauer in den Ruhezustand zu kommen, regelmäßig keine solcherart funktionierende Dämpfung. Sie nutzt im Gegenteil kleine Schwingungen um die Gleichgewichtslage zur Messung der Größe der Masse, und verstärkt zu diesem Zweck die Synchronizität und die Koinzidenz derartiger Schwingungen in der im Abschnitt 3 nachstehend näher beschriebenen Art und Weise. Dadurch ist der kennzeichnende Unterschied zu den technischen Mitteln der Wahl zur Herstellung der Kompensationsvorrichtung für eine Waagen von der bekannter Art zu erkennen, etwa bei der

- Hebelwaage, mit in einem Wälzlager gelagerter horizontaler Hebelvorrichtung (FIGUR 1, FIGUR 8 /1),

- Einfadendrehwaage, mit reibungsfreier lotrechter Drehfaden-und Haltevorrichtung (FIGUR 8/2),

- Kompensationswaage, mit im Prinzip beliebiger Kompensationsvorrichtung, vorzugsweise jedoch eines Elektromagneten oder einer Stahlfeder, (FIGUR 8/3) oder

- Schwebungswaage mit reibungsfreier horizontaler Hebelvorrichtung. (FIGUR 8/4)

Die wissenschaftlich-technische und allgemeine praktische Bedeutung des Fehlens einer technischen Lösung beim Stand der Technik zur Wägung von Masse mittels einer Kompensationsvorrichtung, die durch die schwache Wirkung horizontaler Komponenten der Feldstärke des Erdrotationsfeldes oder des Erdgravitationsfeldes funktioniert, statt durch die starke Wirkung vertikaler Komponenten des Erdschwerefeldes, besteht für die moderne Naturwissenschaft und die heutige Chemie beispielsweise darin, daß dadurch keine Waage technisch zur Verfügung steht, womit die Größe der trägen Masse einer bestimm- 1 ten Menge eines Stoffes zu erfahren ist, die in den Momenten des Verschwindens der Größe der Fallbeschleunigung physikalisch wirkt. Das ist beispielsweise beim horizontalen Schweben des Stoffes in einer Flüssigkeit der Fall. In diesem Zustand wirkt die Gewichtsmasse nicht, weil ihre Wirkung durch Feldstärke des Erdschwerefeldes erhalten bleibt. Rechtwinklig zur Lotrichtung in horizontaler Richtung verschwindet die in vertikaler Richtung große Größe der Fallbeschleunigung. Das bedeutet, die chemi-

5 sehe Wirkung der Gewichtsmasse wird praktisch Null, in diesem Zustand erhält die träge Masse die chemische Verbindung stabil. Wie die Masse im Zustand der Schwebung in der Flüssigkeit chemisch wirkt, wenn die Wirkung der Gewichtsmasse verschwindet, und der chemischen Wirkung durch träge Masse eintritt, das ist nicht zu erfahren, wenn keine technische Anordnung zur Wägung der Größe der trägen Masse der Stoffmenge durch konstante Größen von Feldstärken der Felder zur Verfügung steht, l oderen physikalische Wirkung die in diesem Zustand die Wirkung durch träge Masse erhält.

Die vielleicht noch größere Bedeutung der Herstellung einer Waage zur physikalischen Trennung von träger Masse und schwerer Masse für die moderne Technik und heutige Physik besteht darin, daß beim Stand der Technik keine Waage zur Verfügung steht, womit die Größe der schweren Masse physikalisch zu erfahren ist, die unabhängig von der Gewichtsmasse wirkt, wenn ein Körpers um die Lotrichtung in

15 horizontaler Richtung mit kleinen Winkeln von der Größe der Lotabweichung in periodische Stellen der Beharrung in den Zustand relativer Ruhe übergeht.

Die wissenschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung für die Herstellung neuartiger Feldstärkemeßgeräte, die nicht durch Gewichtsmasse wirken, wodurch Schwerependel und Freifallgravimeter funktionieren, sondern die durch die Wirkung von schweren Masse technisch funktionieren, liegt auf der Hand.

20 Noch wichtiger ist die Bedeutung für die Festkörperphysik.

Überall, wo horizontale kleinste Schwingungen von Masse im Schwerefeld rechtwinklig zur Lotrichtung um kleine Winkel unterhalb der Grenze der Lotabweichung stabil stehen - und derartige Übergänge erhalten sich massenhaft durch Festkörperschwingung um feste Gleichgewichtslagen der molekularen Gitterstellen in Festkörper aller Art - da erfolgt der Übergang zwischen diesen Stellen nicht unter der

25 Wirkung einer Gewichtsmasse. Diese wirkt rechtwinklig zur Lotrichtung nicht, weil die Feldstärke des Erdschwerefeldes im rechten Winkel zur Lotrichtung verschwindet. Die Feldstärke des Erdgravitationsfeldes verschwindet in dieser Richtung nicht, denn sie wirkt scharf getrennt um die Lotabweichung. Das bedeutet, in diesem Zustand bleibt die Stabilität und Festigkeit des Körpers durch eine neue Art von Masse erhalten, die durch die Gewichtsmasse nicht wirkt. Deren Wirkung bleibt dadurch physikalisch

30 prinzipiell unbestimmt. Bei derartigen Vorgängen verschwindet die Größe der Schwerebeschleunigung, und damit ihre Wirkung, die Gewichtsmasse. Es verschwindet weder die Masse, die chemisch, physikalisch, und technisch zu erfahren ist, noch die neutrale Feldstärke starker neutraler Felder. Deren Wirkungen erhalten sich durch neue Formen der Masse. Diese Masse erhält sich hierbei zwischen Stellen horizontaler stabiler Übergange in neuer Form von schwerer Ruhmasse.

35 Damit sind neue chemische und neue physikalische Wirkungen verbunden, die durch die Wirkung der Gewichtsmasse nicht zu erfahren, und nicht vorherzusagen sind. Die Masse wechselt die Form, dadurch erhält sich in beliebigen neutralen Feldern im Zustand von Masse.

Analoges ist vom Energieerhaltungssatz bekannt. Auch Energie verschwindet nicht, sondern wechselt die Form. Wenn kinetische Energie verschwindet, bleibt ist in anderer Form als potentielle Energie erhal-

40 ten. Die Gesamtenergie bleibt konstant.

Das Entsprechende beschreibt der Erhaltungssatz (2) für Masse: Die Gesamtmasse bleibt konstant erhalten. In welcher Form die Erhaltung geschieht, ob durch die Summe von träger Masse und schwerer Masse durch Gewichtsmasse, oder in anderer Form einer Differenz von Gewichtsmasse und schwerer Masse, 5 mτ - mG -ms (2.1) oder von Gewichtsmasse und träger Masse, ms = mG — mτ (2.2) hat auf die Erhaltung der Gesamtmasse keinen Einfluß.

Weil die Masse in jeder Form von Masse eine andere Größe der Ruhmasse hat, darum braucht man nicht nur eine Art von Waage. Die Gewichtswaage für die Gewichtsmasse genügt physikalisch prinzipiell nicht. Darum braucht man technisch grundsätzlich verschieden funktionierende Anordnungen, unabhängige Arten von Waagen, unabhängige Meßverfahren, womit die Größe von träger Ruhmasse zu messen ist, und womit die Größe von schwerer Ruhemasse zu messen ist, die in einer bestimmten Menge eines chemischen Stoffes und in einem bestimmen Volumen einer Festkörperstruktur stecken. Auf dieser Grundlage steht und ergibt sich die erfindungsgemäße Aufgabenstellung. Die erfindungsgemäß zu lösende technische Aufgabe besteht, wie nachfolgend genauer beschreiben und näher gekennzeichnet, darin,

1. ein technisches Verfahren zu entwickeln und anzugeben, womit das vorstehend genannte physikali- sehe Problem der Trennung von schwerer Masse und träger Masse sowie der Messung der Größe der

Ruhmasse der schweren Masse und der trägen Masse für eine wägbare Menge eines chemischen Stoffes und für ein wägbares Volumen eines physikalischen Körpers technisch zu lösen ist, und

2. eine technische Anordnung herzustellen, womit dieses technische Verfahren technisch durchzuführen ist.

3. Beschreibung der physikalischen Wirkungsweise und technischen Funktionsweise der erfindungsgemäßen technischen Anordnung zur Trennung von schwerer Masse und träger Masse Die erfindungsgemäß zu lösende technische Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit an sich bekannten technischen Mitteln eines Schwerependels, eines Torsionsschwingers, und einer Gewichtswaage

- eine technische Anordnung mit einer Kompensationsvorrichtung für die kleinen mittleren konstanten Größen periodischer Wirkungen von horizontalen Komponenten der unabhängigen neutralen Feldstär- ken nicht des Erdschwerefeldes durch fallende Masse, sondern des Erdgravitationsfeldes und des Erdrotationsfeldes durch schwere Masse und träge Masse für eine wägbare Menge eines chemischen Stoffes und physikalischen Körpers zu schaffen ist, womit, wie im kennzeichnenden Teil des PATENTANSPRUCH 1 charakterisiert, und durch die weiteren Patentansprüche spezifiziert, zu erreichen ist, daß

- periodische gleichzeitige Ereignisse der Übergangsmomente praktisch aller Stoffteilchen der gesam- ten Stoffmenge des ganzen Körpers in den Zustand der Ruhe und der Wendemomente der Schwingungsrichtung der ganzen Stoffmenge mit einer Zeitkonstanz und Synchronizität der Zeitdauer des Übergangs in periodische Ruhestellen und der halben Schwingungsdauer zwischen den Wendestellen der Führungsbewegung der Stoffmenge im Bereich Mikro- bis Nanosekunde mittels einer Schwingungsbewegung eines Führungskörpers der Meßbehälter der Stoffmenge des Körpers technisch herzustellen und künst- lieh zu erhalten sind, und

- periodische koinzidente Stellen einer periodischen Führungsbewegung praktisch aller Stoffteilchen der gesamten Stoffmenge nahe einer ideal horizontalen Bewegungsrichtung des diskreten Abstandes horizontal gegenüberliegender Stellen der Beharrung aller Teilchen im Zustand der Ruhe und des stetigkontinuierlich veränderlichen Weges mittels einer stabilen mechanischen Führungsbewegung der Meß- ehälter zu diesen Stellen mit einer Abweichung von einer ideal-geradlinigen Verschiebung zwischen den periodischen Stellen der Ruhe im Meßraum im Bereich Nano- bis Picometer technisch zu realisieren ist.

Einen Überblick einiger charakteristischer Merkmale und technischer Kennzeichen der physikalischen Wirkungsweise und der technischen Funktionsweise einer erfindungsgemäßen technischen Ausführung einer Anordnung, womit diese erfindungsgemäße technische Aufgabe zu lösen ist, zeigen die FUNKTIONSSCHEMA 1 und 2 zum Verfahrensbeispiel TABELLE 1 und TABELLE 2. Die Anordnung ist technisch vorzugsweise mittels eines vertikalen Führungskörpers für die Meßbehälter für die Stoffmengen hergestellt, wie dieses im PATENTANSPRUCH 2, PATENTANSPRUCH 3, und PATENTANSPRUCH 4 näher charakterisiert worden ist.

Dieser Führungskörper entspricht dem „Wägebalken" einer Waage, insoweit, als er zusammen mit dem elastischen Drenachsensystem die technische Realisierung der Kompensationsvorrichtung ist, womit die Wirkung von Feldstärken des Erdrotationsfeldes durch träge Masse und des Εrdgravitationsfeldes durch schwere Masse in eben der Richtung zu messen ist, in welcher die Wirkung der Feldstärke des Erdschwerefeldes durch die Gewichtsmasse verschwunden ist.

Zu diesem Zweck ist die Kompensationsvorichtung so konstruiert und hergestellt, daß damit kleine Führschwingungen der Meßbehälter in horizontaler Richtung mit der vorstehend geforderten Genauigkeit um die Lotrichtung als die stabile Gleichgewichtslage und die mittlere Hauptsymmetrieebene der Führ- 1 Schwingungen - FIGUR 1 - technisch herzustellen und künstlich zu erhalten sind. Dadurch bleiben jene physikalischen Wirkungen stabil erhalten, die zur Messung der Größe von Masse gebraucht werden, die mit kleinster technisch machbarer Geschwindigkeit in einer Richtung periodisch zwischen festen Ruhestellen übergeht, in welcher die Feldstärke des Erdschwerefeldes im Grenzfall physikalisch verschwindet, und praktisch nicht wirkt. Die mittlere konstante Größe der Übergangsgeschwindigkeit, die mittels

5 der im PATENTANSPRUCH 2 und PATENTANSPRUCH 4 gekennzeichneten technischen Lösung zu erreichen ist, liegt charakteristischerweise im Bereich Mikrometer je Sekunde. Die Bewegung der Masse aus Stellen ungestörten Beharrens im Zustand der Ruhe ist durch diese kleine Größe der Überführungsgeschwindigkeit in gegenüberliegende Stellen erneuten kurzen Beharrens im Zustand der Ruhe so wenig verschieden vom Zustand der Ruhe selbst, daß auf diese Art und Weise die logestellte technische Aufgabe gelöst ist, die Größe einer Ruhmasse in einem neutralen Feld zu messen, daß physikalisch prinzipiell nicht durch das Schwerefeld wirkt.

Das geschieht dadurch, daß sich in periodisch in der Zeit auftauchenden gleichzeitigen Momenten relativer Ruhe zwischen stabil beschleunigt zueinander rotierender Masse im Erdrotationsfeld eine physikalisch sicher reproduzierbare konstante Wirkungsportion von rotierender träger Masse im Zustand der

15 Ruhe erhält, und dadurch, daß sich in abwechselnd im Raum periodisch gegenüberstehenden koinzi- denten Stellen von koinzident zu messendem räumlichem Abstand relativer Ruhe zwischen stabil beschleunigt einander anziehender Masse im Erdgravitationsfeld ein physikalisch sicher reproduzierbar zu messende konstante Wirkungsportion an gravitierender schwerer Masse im Zustand der Ruhe erhält. Die auf den Meßgrößen des Ausführungsbeispiels beruhenden, im Weiteren zu sehenden FUNKTIONS-

20 SCHEMA für eine mittels einer Vertikaltorsionswaage hergestellte Trennwaage für träge Masse und schwere Masse zeigen, innwieweit die hergestellte Vertikaltorsionswaage die Funktionsbedingung für sichere reproduzierbar zu wägende Größen von Ruhmassen technisch erfüllt: Die konstanten Summen der damit zur Wirkung gebrachten kleinen Größen der horizontalen Komponenten der Feldstärken und der horizontalen Führbeschleunigung der mittels elastischer Drehkörper hergestellten Kompensations-

25 Vorrichtung für die stabil erhaltenen kleinen Kräfte der neutralen Wechselwirkung betragen

- im oberen Führbereich im Bereich der Linksschwingung zwischen 0,004 m/s2 bis 0,005 m/s2,

- im oberen Führbereich im Bereich der Rechtsschwingung zwischen 0,026 m/s2 bis 0,027 m/s2, sowie

- im unteren Führbereich im Bereich der Rechtsschwingung zwischen 0,053 m/s2 bis 0,056 m/s2,

- im unteren Führbereich der Bereich der Linksschwingung zwischen 0,021 m/s2 bis 0,027 m/s2. 30

Als die natürliche Energiequelle der Führungsbewegung dient erfindungsgemäß die kleine Eigenenergie der Wirkung der neutralen Wechselwirkung der horizontalen Komponente der neutralen Feldstärke des Erdgravitationsfeldes durch die schwere Masse und des Erdrotationsfeldes durch die träge Masse des Führungskörpers, und der damit unten im MBS-Meßbehälter oder oben im MBT-Meßbehälter - FIGUR 5

35 , FIGUR 3, FIGUR 4 - mitgeführten Stoffmenge. «

Weil diese beiden Arten von Masse in Raum und Zeit nie in den gleichen Stellen, und nie in den gleichen Momenten in den Zustand der Ruhe übergehen, und dadurch in jeder Raumzeitstelle scharf getrennt beharren, erhält sich unabhängig davon, welche Art von Masse momentan beobachtet und in den Ruhezustand geführt worden ist, eine bestimmte Energie der neutralen Wechselwirkung beider Arten von

40 Massen, die bei der Gewichtsmasse nicht beobachten ist, und damit technisch nicht zu nutzen ist. Weil die technisch nutzbare Größe dieser Energiequelle mit mechanischen Führungskörper nutzbar gemacht regelmäßig sehr klein bleibt - größenordnungsmäßig ist sie anhand vorgenannter Beschleunigungen und Übergangswege im Mikrometerbereich im Bereich Mikrojoule abzuschätzen - ist das Kompensationslager einer erfindungsgemäßen Waage zur Wägung von schwerer Ruhmasse und von

45 träger Ruhmasse erfindungsgemäß als ein spezielles reibungsfreies Lager hergestellt.

Es besteht zur Nutzbarmachung der kleinen Wechselwirkungsenergie von träger Masse und schwerer Masse aus elastischen Lagerkörpern DK1.DK2 eines starren Führungskörpers - FIGUR 5, FIGUR 4 - , die technisch in besonderer Weise in ihrer Lage stabil erhalten werden, und zwar vermittels eines in den umgebenden Lagerrahmens direkt eingebauten Spannlagers von der bei dem erfindungsgemäßen JvlEHR- WELLENTORSIONSGETRIEBE" schon beschriebenen Art, und mittels eines in den Führungskörper direkt eingebauten Hebellagers, [dazu: DE 198 22 538.5 AT 19.05.1998 OT 25.11.1999] Damit sind elastische Lagerkörper mit hoher Kraft unter starker Längsspannung zu erhalten. Der elastische Lagerkörper besteht dabei erfindungsgemäß aus Kunststoff mit langen Molekülketten in der Längs- richtung, statt aus Stahl oder Quarz, als technische Mittel der Wahl für das Orehfadenlager einer Ein- faden-Torsionswaage [FIGUR 8/2] oder für das Spannbandlager eines Horizontalpendels von der allgemein bekannten Art, zu deren technischer Herstellung regelmäßig keine starken Kompensationskräfte in der Längsrichtung der Lagerkörper, und schon gar künstlich hochverstärkten Kompensationskräfte als wichtigste Mittel zur Erhöhung der Stabilhaltung der Hauptdrehachse 0 'gebraucht werden. Das erfindungs- gemäße technische Mittel der Vereinigung der gegensätzlichen technischen Forderungen, die Lagerkörper aus einem plastisch fließenden elastischen Werkstoff - was jeder Kunststoff trekanntlich ist -, technisch herzustellen, weil damit hervorragende kleine Querdrehmomente für die Nutzbarmachung der vorstehend beschriebenen physikalischen Wirkung technisch zu erhalten sind, und zugleich eine Stabilhaltung der Hauptdrehachse mit der geforderten Toleranz im Nanometerbereich technisch zu schaffen, besteht darin, in den Lagerrahmen ein Spannlagerstellglied einzubauen, worauf der im Laufe der Zeit sich langsam längende elastische Lagerkörper um genau das Stück aufzuwickeln ist, um das er sich bis dahin gelängt hat.

Damit ist im Hinblick der Stabilhaltung der Drehebene technisch dasselbe zu erhalten, wie mit einem Metallkörper als Spannkörper, der sich so gut wie gar nicht längt. Oder wie mit kleiner Zugspannung im Lagerkörperquerschnitt, was mittels asymmetrisch angeordneter kleinerer Beschwerungsgewichte, oder mit kleinerer Hebelwirkung des Führungsträgers technisch leicht zu realisieren ist. Das sind bekannte technische Mittel, womit Horizontalpendel und Seismographen hergestellt sind. Darum funktionieren diese technisch ganz anders. Damit ist die hier beschriebene physikalische Wirkungsweise physikalisch reproduzierbar nicht zum Vorschein zu bringen. Die kleine Energie der stabilen Wechselwirkung von schwerer Masse und vorn träger Masse erscheint dabei, wenn überhaupt, dann als „Störungsenergie".

Die Kombination aus Spannlagerstellglied im Lagerrahmen zur Steuerung der Zugkraft im Lagerkörper und aus Hebellager im Führungskörper für die Erhaltung höchster Zugspannung im Lagerkörper ist darum ein charakteristisches Kennzeichen der erfindungsgemäßen technischen Lösung. Diese erfindungs- gemäße Kombination technischer Mittel ermöglicht es, weiche Werkstoffe und harte Werkstoffe vorteilhaft zu kombinieren, und sie so zu verwenden, daß die Vorteile der Elastizität des weichen Materials zu nutzen, und die Nachteile der Plastizität des weichen Materials technisch auszuschalten sind. Daß diese erfindungsgemäße Art und Weise der technischen Herstellung der Führungsbewegung des Führungskörpers der Wägebehälter für die Aufnahme der Stoffproben und der Wägestücke über die technische Qualität und die physikalischen Leistungsparameter der Anordnung maßgeblich entscheidet, liegt im Hinblick auf die im Vorstehenden gemachten Ausführungen zur physikalischen Wirkungsweise einer Trennwaage für schwere Masse und träge Masse auf der Hand.

Dabei ist nicht die Art des Spannlagerstellgliedes, ob manuell gesteuert, oder elektronisch geregelt, sondern die Anordnung im Lagerrahmen am Ende der einen oder der andern Führungsfaser DK1 , DK2 der entscheidende Punkt, weil eine Außenbefestigung infolge der hohen Längsführungskraft technisch nicht zu realisieren ist. Macht man es, so kommen Störungen der Stabilhaltung infolge der zusätzlichen Abstützung des Spannlagers hinzu. Dadurch wird der physikalische Effekt kleiner. Aber auch das technische System wird dadurch unnütz komplizierter. Daß diese Art und Weise der Lagerung des Führungskörpers noch wichtiger ist für eine Trennwaage mit waagerechter Drehebene und horizontaler Schwingungsebene der horizontalen Führungsbewegung der Meßbehälter in periodische Ruhestellen um eine vertikal stabil erhaltene Hauptdrehachse 0', wofür FIGUR 10 und FIGUR 11 ein Beispiel zeigen, statt für eine Trennwaage mit vertikaler Drehebene und lotrechter Schwingungsebene der horizontalen Führungsbewegung der Meßbehälter in periodischen Ruhestellen um eine horizontal stabil erhaltene Hauptdrehachse 0', ist dabei so offenkundig, daß sich das ohne weitere Ausführungen von selbst versteht.

Eine erfindungsgemäße technische Anordnung zur Trennung von schwerer Masse und träger Masse ist regelmäßig eine Anordnung mittels eines MBS-Meßbehälters zur Wägung der Größe von schwerer Masse unterhalb einer auf vorstehend beschriebene Weise horizontal stabil erhaltenen Hauptdrehachse 0', und mittels eines MBT-Meßbehälter zur Wägung der Größe von träger Masse oberhalb der horizontalen Hauptdrehachse 0', so, wie das in FIGUR 1 bis FIGUR 7 dargestellt worden ist. Aus Gründen nicht von technischer Art, sondern von physikalischer Art funktioniert eine technische Anordnung zur physikalischen Trennung der Wirkung von schwerer Masse und von träger Masse, die im Hinblick des Lagers zwar auf die gleiche Art und Weise, aber im Hinblick der Drehachse mittels einer vertikalen Hauptdrehachse hergestellt worden ist, und die darum eine waagerechte Drehebene und horizontale Schwingungsebene der Führungsbewegung der Meßbehälter in periodische Ruhestellen hat, in verfahrenstechnischer Hinsicht zwar analog, wie die hier ausführlich beschriebene Vertikaltorsionswaage. Mittels dieser technischen Lösung sind aber andere Meßgrößen einer physikalisch prinzipiell unabhängigen Wirkung zwischen horizontalen Komponenten von Feldstärken und anderen Arten von Masse zu erfahren. Darum ist diese technische Lösung hier nur insoweit zu kennzeichnen und zu beschreiben, daß dadurch zu erkennen ist, daß auf diese Art und Weise eine erfindungsgemäße unabhängige technische Lösung herzustellen ist, die sich durch Abwandlung des zur Vertikaltorsionswaage Beschriebenen ergibt. Diese besitzt das vorstehend genannte Kennzeichnen nicht, daß zur Messung der Wirkung schwerer Masse physikalisch gebraucht wird, nämlich das Schwingen des MBS-Behälters mit kleinen Winkeln nahe der Lotabweichung um die Lotrichtung.

Die andere Anordnung des MBK-Meßbehälter zum Wägen von träger Masse durch Drehwirkung, in analoger Weise wie bei der Vertikalwaage auf der leichten Seite des horizontal drehenden Führungskörpers, und eines auf der Gegenseite der Drehachse angeordneten MBG-Meßbehälters, wo das Gewicht des Führungskörpers angeordnet ist, zeigt nämlich, das die träge Masse in analoger Weise, wie es durch (2) für träge und schwere Masse zu beschreiben ist, nochmals in verschiedene äquivalente Größen unabhängiger Formen von träger Masse noch weiter aufspaltet, analog, wie die Gewichtsmasse in verschiedene Größen unabhängiger schwerer Masse und träger Masse aufspaltet. Die FIGUR 10 veranschaulicht ein technisches charakteristisches Funktionsmerkmal der erfindungsgemäßen technischen Anordnung schematisch übertrieben. Es besteht darin, daß der Freiheitsgrad der Führungsbewegung innerhalb der vorgenannten Toleranz um kleine Winkel in beliebige Richtungen des Raumes da ist. Nach der vorstehenden Beschreibung ist es von selbst klar, daß dieses technische Merkmal der erfindungsgemäßen technischen Anordnung in jeder Form ihrer Ausführung auf der Grundlage der Herstellung des Führungslagers und Lagergestaltung technisch immer da ist. Das ist z.B. mit einem Pendellager nicht zu erreichen: Abrollen auf einer Schneide beschränkt den Freiheitsgrad der Pendelführung. Bei einem dünnen Metallkörper als Spannbandkörper ist die Beschränkung nicht so offenkundig. Sie ist im molekularen Bereich durch das Metallgitter da.

Durch alle vorgenannten technischen Maßnahmen zusammengenommen wird erfindungsgemäß erreicht, daß die regelmäßig sehr kleine Energie der Wirkung der neutralen Wechselwirkung von schwerer Masse und träger Masse in einer technisch nutzbaren Größe im Lagersystem selbst, vermittels seiner Eigen- elastizität, wobei die elastischen Lagerkörper wie „Energiespeicher" wirken, physikalisch sicher zu erhalten ist, und zwar unabhängig von der Richtung der Kraftquellen der Felder. Das ist wichtig, weil diese Richtungen nicht zu beeinflussen sind, und sie sich laufend ändern. Damit ist die Stabilhaltung des Führungskörpers in der vorgegebenen Toleranz technisch zu garantieren, und physikalisch zu sichern, daß die mit stetigen Richtungsänderungen verbundenen kleinen Wirkungen nicht verloren gehen. Mit- tels eines Lagers, dessen Lagerkörper nicht aus weichem Werkstoff von vorgenannter Beschaffenheit sind, ist das erheblich schwieriger, oder gar nicht zu schaffen. Wenn es doch gelingt, ist der Effekt so gering, daß er eher als systematische Störgröße empfunden wird, als eine technisch nutzbare Wirkungsgröße. Aus diesen Gründen gelingt die Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung mittels eines Werkstoffes der elastischen Lagerkörper aus reinem Metall nicht, bzw. führt zu unbefriedigenden Ergebnissen. Darum sind im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche Werkstoffe, wie Aramid, Polyamid, oder Polyäthylen, als technische Mittel der Wahl genannt. Weil diese Werkstoffe unter hoher Zugspannung - diese wird gebraucht, damit die Hauptdrehachse stabil steht - alle ein wenig plastisch werden, und das für Kunststoffe typische Kriechverhalten dann mehr oder weniger stark zeigen, muß die Kompensations- vorrichtung der Anordnung eine Längenkompensationsvorrichtung zum Ausgleich der Längung infolge der irreversiblen Dehnung enthalten. Diese Längenausgleichsvorrichtung ist das in den Lagerrahmen eingebaute Stellglied. Es dient bei der Vertikalwaage zugleich als Einstellglied der Größe des Kegelwinkels des Führungskörpers um die Hauptdrehachse 0', Im Gegensatz zum Schwerependel hängt der Führungskörper genau lotrecht nur in der Hauptsymmetrieebene - FIGUR 1 , FIGUR 4. In der Seitenansicht - FIGUR 3 - sieht man die mittels des Stellgliedes SG des erfindungsgemäßen Lagers technisch erhaltene Schiefstellung deutlich. Bei der Horizontalwaage - FIGUR 11 - dient das gleiche Stellglied zur Höhenregelung der Drehebene. Zur Abgrenzung der technischen Merkmale und Verdeutlichung der physikalischen Wirkungsweise ist hier folgende Bemerkung angebracht Selbstverständlich ist es möglich, z B einen so großen Durchmesser der Lagerkorper zu wählen, daß keine Dauerdehnung eintritt Dann braucht man logischerweise kein Stellglied, dann ist es unnutz und überflüssig Damit lost man aber die gestellte erfindungsgemaße technische Aufgabe nicht, bzw kommt an physikalische Grenze, wo sie zu losen ungleich viel schwieriger ist Denn je dicker der Drehkörper hergestellt ist, desto großer ist der innere Verlust Desto kleiner die technisch nutzbare Energie, womit eine selbsttätige Fuhrbewegung des Fuhrungskorpers zu erhalten ist Genau darauf aber kommt es physikalisch an Denn eine Eigenschwingung von beliebiger Periodendauer und ein Abstand der Wendestellen der Fuhrschwingung von beliebiger Weite nutzt überhaupt nichts Gemäß der gestellten Aufgabe muß Gleichzeitigkeit bzw Synchronizitat mit der Periodendauer der Beharrung trager Masse im Ruhezustand im Rotationsfeld der Erde hinzukommen Und es muß Koinzidenz bzw Abstandsgleichheit mit dem diskreten Abstand der Stellen der Beharrung schwerer Masse links und rechts der Lotrichtung im Ruhezustand im Gravitationsfeld hinzukommen Das technische Mittel, womit das physikalisch zu erreichen, ist eine Kompensationsvorrichtung, welche die hier beschriebenen technischen Merkmale hat Bekannte Spannbandlager und Torsionslager sind für diese Anforderungen nicht ausgelegt Damit ist keine technische Kompensationsvorrichtung herzusteilen, womit die gestellte technische Aufgabe zu losen ist

Damit ist die kleine Energie der Wirkung der Wechselwirkung schwacher Kräfte horizontaler Komponenten neutraler Feldstarken durch trage Masse und schwere Masse nicht in ausreichender Große zu erhalten, und technisch nicht zu nutzen Mittels eines elastischen Lagers des Fuhrungskorpers, das aus einem Werkstoff vorgenannter Art hergestellt ist, wie Polyamid oder Aramid, der sich unter hoher Zugspannung irreversibel verformt, und unter diesen Bedingungen ein langsam plastisch „fließender" Werkstoff wird, ist dieses Ziel zu erreichen

Die Querelastizitat solcher Werkstoffe setzt einem Querschub einen viel kleineren Verformungswiderstand entgegen, als ein Metallgitter, weil die innere Reibung viel kleiner ist Mitteis der in den Lagerrahmen eingebauten Spannkraftvorrichtung, und mittels der in den Fuhrungs- korper eingebauten Hebelvorrichtung sind beide technischen Hauptnachteile - die im Laufe der Zeit nachlassende Spannkraft, und das Kriechens des synthetischen Werkstoffes - technisch zu beheben, so daß auf diese Art und Weise erfindungsgemaß beide Ziele erreicht werden, auf die es besonders ankommt Stabilhaltung des Fuhrungskorpers im kraftvoll spannbaren elastischen Fuhrungslager, und Speicherung der kleinen Wechselwirkungsenergie als eine Schubenergie in Querrichtung der elastischen Spannkorper Damit bleibt die Fuhrungsschwingung in periodische Ruhestellen in Raum und Zeit stationär erhalten, die bei der Verwendung von Metalldrahten technisch unmöglich mit diesem Wirkungsgrad zu erreichen ist, den die erfindungsgemaße Vertikaltorsionswaage aufgrund ihrer vorgenannten speziellen Lagersgestaltung besitzt Diese tragt sie dadurch sozusagen in sich selbst Die mit diesem technischen Mittel nutzbar gemachte Energie ist es, womit das im PATENTANSPRUCH 1 gekennzeichnete charakteristische Kennzeichen der Gleichzeitigkeit von kontinuierlicher Fuhrschwingung eines elastisch schwingenden mechanischen Systems und von diskretem zeitlichem Übergang von Masse im neutralen Feld in den Zustand der Ruhe, und von Koinzidenz von stetigen Wendestellen der Fuhrbewegung einer reibungsfrei gelagerten mechanischen Kompensationsvorrichtung und von diskretem raumlichem Abstand von Stellen der Beharrung von Masse im Zustand der Ruhe im neutralen Feld technisch hergestellt ist Damit bleibt diese physikalische Wirkung in erfindungsgemaßer Weise künstlich erhalten, und ist sie technisch verwirklicht

Auf diese Art und Weise gelingt die Erhaltung der aus der TABELLE 1 bis TABELLE 4 hervorgehenden gewünschten physikalischen Wirkung der Trennung der Arten der Masse durch kleine Großen ihrer Wirkung Diese sind damit in einer Toleranz kleiner als 1 % zu reproduzieren

Auf diese Art und Weise sind die für die Erzielung dieser Wirkung aus den vorgenannten Gründen zu erhaltenden kleinen Drehwinkel vermittels stationärer Drehschwingung unter Nutzung der Gewichtsmasse des mechanischen Fuhrungskorpers der Vertikaltorsionswaage herzustellen, ohne das nachteiligen Einfluß auf die Erzielung der gewünschten Wirkung hat Denn das Gewicht erhalt sich in einem hochelastischen Gehänge - das ist das erfindungsgemaße Kompensationslager der Vertikaltorsionswaage aufgrund der vorgenannten Herstellungsweise immer- ganz von selbst in der Lotnchtung Das bedeutet, daß die Wirkung des Gewichtes des Fuhrungskorpers sich bei allen Meßgangen automatisch heraushebt Dadurch ist das auf den ersten Blick paradox erscheinende Ergebnis zu verzeichnen, daß, je grö- ßerdie Gewichtsmasse des Fuhrungskorper ist, desto genauer ist die trage Masse einer in den oberen MBT-Meßbehalter oberhalb des Kompensationslagers eingelegten Zusatzmasse einer zu analysierenden Stoffmenge zu wagen, und die schwere Masse derselben Stoffmenge, wenn sie unterhalb des Kompensationslagers in den MBS-Meßbehalter beim nächsten Meßgang vertauscht wird Denn je großer das Gewicht, desto besser stabiler steht die Lotrichtung als Hauptsymmetrieachse der Fuhrungs- Schwingung - FIGUR 1 - des MBT-Meßbehalters und des MBS-Meßbehalter Desto genauer wird mit diesem technischen Mittel Weise die rechtwinklig zur Lotnchtung stehende horizontale Komponente der Feldstarke des Erdrotationsfeldes ausgefiltert, die durch trage Masse der Stoffmenge wirkt, und die rechtwinklig zur Lotrichtung stehende horizontale Komponente der Feldstarke des Erdgravitationsfel- des, die durch schwere Masse der Stoffmenge wirkt Darum ist der Führungskörper im unteren Teil mittels des Beschwerungskorpers „BK" praktisch wie ein Schwerependel hergestellt FIGUR 5

Der Meßbereich der Feldstarkewirkung und Fuhrungsbereich der Stoffmenge ist erfindungsgemaß in vier charakteristische, physikalisch und meßtechnisch scharf zu unterscheidende getrennte Teilbereiche I, II, III, IV einer momentanen Linksschwingung oder Rechtsschwingung gegen die vertikale mittlere Gleichgewichtslage des Fuhrungskorpers der Wage- bzw Meßbehalter eingeteilt Dadurch ist ein raumlicher oberer Fuhrbereich des MBT-Behalter zur Messung der Große der tragen Masse vorhanden, und ein unterer Fuhrbereich des MBS-Behalters zur Messung der Große der schweren Masse Die Wirkung von trager Masse im oberen Meßbehalter ist in FIGUR 9 veranschaulicht Die dazugehörigen Tabellen erläutern diese Wirkung durch horizontale Feldstarkekomponenten der Erdrotation noch zusätzlich an- hand von äquivalenten Kraftwirkungen Auf deren technische Nutzung verzichtet das erfindungsgemaße Verfahren, weil die direkte Messung dieser Großen viel schwieriger, und viel weniger sicher reproduzierbar ist, als die der Großen, die mittels des erfindungsgemaßen Verfahrens zu erhalten sind Die volle Wirkung der tragen Masse durch die Zulage der Stoffmenge in der MBT-Behalter in der Lotrichtung und oberhalb der Hauptdrehachse 0' - FIGUR 2, FIGUR 4 - kommt physikalisch von selbst zustande Ent- scheidend dafür ist, daß in dieser Position die gesamte Stoffmenge im instabilen Zustand des Gleichgewichtes des Gewichtes der Stoffmenge im MBT-Meßbehälter auf den Fuhrungskorper zugelegt ist Da die Gravitationsbeschleunigung in fast gleicher Richtung - jedoch um die Lotabweichung getrennt - auf die oben zugelegte Stoffmenge wirkt, wird deren starke Wirkung durch den dazwischen stehenden Fuhrungskorper auf die Lagerachse übertragen Dadurch ist diese Wirkung kompensiert Darum kommt bei dieser Positionierung die in honzontaler Richtung konstant wirkende kleinere Feldstärke der Erdrotation der Stoffmenge - unabhängig von der horizontalen Komponente der Erdgravitationsfeldstarke - auf die Stoffmenge voll zur Wirkung Das heißt, dadurch ist die Große der tragen Masse zu erfahren Dabei spielt natürlich eine Rolle, daß die Kraftquelle des Erdrotationsfeldes sich in der Mitte der Standebene der Waage befindet, das heißt, in der Mitte des täglichen Umlaufkreises um die Erdrotationsachse Auf diese Weise wirkt das Erdrotationsfeld durch seine Feldstarke scharf getrennt vom Erdgravitationsfeld Denn dessen Kraftquelle liegt in der Erdkörpermitte Dadurch wirkt es in anderer Richtung Mit der Vertauschung der Stoffmenge in den unteren MBS-Behalter ändert sich also nicht nur die Lage im Raum, sondern auch der Zustand des Gleichgewichtes des Gewichtes In dieser Position erhalt sich die Stoffmenge in der Lotrichtung jetzt unterhalb der Unterstutzungsstelle ihres Gewichtes im Erdschwe- refeld im stabilen Gleichgewicht Sie pendelt in dieser Lage im statisch stabilen Zustand zw sc en Lotrichtung der Fallbewegung der Gewichtsmasse und Anziehungsrichtung des Erdgravitationszentrum der schweren Masse zwischen Stellen der Ruhe im Gravitationsfeld um die Lotrichtung hin und her Daher kommt auf unterem Wageniveau die horizontale Komponente der Feldstarke des Erdgravitationsfeldes voll zur Wirkung, das heißt, dadurch ist die Wirkung der schweren Masse zu erfahren Da in beiden Meßbereichen, auf beiden Wägeniveaus, die Wirkung der Feldstärke des Erdschwerefeldes durch die in horizontaler Richtung verschwindende Fallbeschleunigung durch die Gewichtsmasse nicht zu erfahren ist, was vermittels der stabil stehenden Hauptsymmetrieachse der Fuhrungsschwingung in der Lotrichtung durch die Lotstellung der MBT-Wageschale im oberen Fuhrungsbereich und die Lotstellung der MBS-Wageschale im unteren Fuhrungsbereich - FIGUR 1 - technisch erreicht worden ist, ist die Masse der Stoffmenge in beiden Meßbereichen auf diese Art und Wiese scharf getrennt von der Gewichtsmasse der Stoffmenge im Schwerefeld physikalisch darzustellen und zu messen Damit ist dieser Teil der erfindungsgemaß zu losenden technischen Aufgabenstellung gelost worden Weil im oberen Meßbereich auf höherem Wageniveau die Wirkung der Feldstarke des Erdrotations- feldes durch frage Masse der auf den Führungskörper auf den MBT-Behälter zugelegten Stoffmenge wirkt, im Gegensatz dazu aber im unteren Meßbereich auf tieferem Wägeniveau die Wirkung der Feldstärke des Erdgravitationsfeldes durch schwere Masse der auf den Führungskörper in den MBS-Behäl- ter zugelegten Stoffmenge wirkt, darum ist die Masse der Stoffmenge in beiden Meßbereichen scharf getrennt durch schwere Masse oder träge Masse darzustellen und zu messen. Damit ist auch der zweite Teil der erfindungsgemäß zu lösenden technischen Aufgabenstellung - die Trennung von schwerer Masse und träger Masse - technisch gelöst worden.

Daß keine Masse verschwindet, sondern sich erhält, unabhängig von der Form, worin sie physikalisch erscheint, on als relativ ruhende Gewichtsmasse im Erdschwerefeld, als relativ ruhende träge Masse im Erdrotationsfeld, oder als relativ ruhende schwere Masse im Erdgravitationsfeld, ist physikalisch da- durch zu erfahren, daß die Summe der Meßgrößen der durch dieses technische Verfahren vermittels dieser technischen Anordnung von der Gewichtsmasse physikalisch unabhängig gemessenen Massen summiert die gleiche Größe von Masse ergibt, die mittels des bekannten Verfahrens der Wägung der Gewichtsmasse mit der bekannten Anordnung der Gewichtswaage durch eine physikalisch sicher bestimmte Größe der Masse zu erfahren ist: ms +mτ = mG Daß die mittels des elastischen Drehachsensystems erhaltene Torsionsbeschleunigung im Gegensatz und Unterschied zu neutralen Feldstärken eine mechanische Beschleunigung ist, die unspezifisch nicht auf eine bestimmte Art von Masse wirkt, leuchtet dabei von selbst ein. Sie wirkt auf Gewichtsmasse, schwere Masse, und träge Masse praktisch ununterscheidbar. Dadurch bleibt eine feste Größe der horizontalen Führbeschleunigung des Führungskörpers erhalten, und eine feste Größe der Kompensationsbeschleunigung der trägen Masse der Stoffmenge oder der schweren Masse der Stoffmenge, je nachdem, ob die Stoffmenge im oberen Bereich oberhalb der Drehstelle des Gewichtes des Führungskörpers dauernd in einem instabilen Gleichgewichtszustand schwingt, oder ob sie im unteren Bereich unterhalb der Aufhängung des Gewichtes des Führungskörpers im stabilen Gleichgewichtszustand schwingt. (Bekanntlich gelten im oberen Bereich die Bewegungsgleichungen des Schwerependels nicht. Sie beschreiben diesbezüglich physikalisch unbestimmte Größen.)

Zum Ausgleich der Kräfte, und damit zum Stillstand der Führungsbewegung, kommt es wegen der vorerwähnten physikalischen prinzipiellen Ungleichheit der Wirkung der neutralen Feldstärken durch verschiedene Arten von Masse durch die mechanische Kompensationsbeschleunigung nie. Dadurch bleibt die Antriebsenergie erhalten. Dadurch ist in jedem der vier Meßbereichsquadranten I, II, III, IV eine andere mittlere Größe der konstanten Wirkung der Wechselwirkung Feldstärken und der Masse physikalisch zu erfahren. Durch die Art der Wechselwirkung sowie durch die Art des Gleichgewichtszustandes des Gewichtes ist die Art der in einem Führungsbereich einer periodischen Links-Rechts-Übergangsbewegung wirkenden Masse zu bestimmen. Dadurch ist zwischen schwerer Masse und träger Masse physikalisch zu trennen.

Durch die ungleich bleibende mittlere konstante Größe der Wirkung der neutralen Wechselwirkung in den getrennten Meßbereichen, die durch die verschiedenen Arten der Feldstärken und die verschiedenen Arten der Masse erhalten bleibt, ist letztlich die Größe der schweren Masse und der trägen Masse unabhängig von der Gewichtsmasse zu messen. Auf diese Art und Weise ist die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe der Trennung der schweren Masse und der trägen Masse, und der Wägung der Größe von schwerer Ruhmasse und von träger Ruhmasse für wägbare chemische Stoffes und physikalische Körper technisch gelöst.

4. Beschreibung des erfindungsgemäßen technischen Verfahrens zur Messung der Wägung der Größe von schwerer Masse und träger Masse

Ein Schwerpendel, das durch nichts weiter als die Gewichtmasse mα seines Eigengewichtes im Schwerfeld unter der Wirkung der mittleren konstanten Größe g der resultierenden Feldstärke (1 ) des Erdschwerefeldes mit konstanter Eigenschwingungsdauer TG um die Lotrichtung schwingt, und ein reibungsfrei und ungedämpft stationär schwingender Torsionsschwinger, der durch ein konstantes axiales Massenträgheitsmoment J seines Eigengewichtes um eine im Raum fest stehende elastische Hauptdrehachse 0' von konstantem Rückstellmoment und Kompensationsmoment D gegen die schwache Wirkung kleiner Drehmomente horizontaler Feldstärkekomponenten des Erdrotationsfeldes durch träge Masse und des Erdgravitationsfeldes durch schwere Masse in konstanter Eigenschwingungsdauer T: sich in stabiler Eigenschwingung erhält, sind in bekannterweise durch unabhängige Größen ihrer Eigenschwingungsdauer zu messen von:

Weil die erfindungsgemäße technische Anordnung die starke Wirkung des Schwerefeldes in der vorstehend beschriebenen Weise durch die Gewichtsmasse physikalisch weggeschafft, sind die Meßgrößen zur direkten Messung der Größe der schweren Masse und der Größe der trägen Masse durch eine äquivalente Größe der Gewichtsmasse durch ein technisches Verfahren zu messen. Dessen Meßgrößen bestimmen sich dadurch physikalisch prinzipiell unabhängig von den Zeit- und Längengrößen, die durch Bewegungen im Schwerefeld zu erfahren und zu messen sind.

Das erfindungsgemäße technische Verfahren nutzt darum zur Lösung der technischen Aufgabe der Messung der Größe der trägen Masse und der Größe der schweren Masse die Eigenschwingungen, die mittels eines Torsionsschwingers unabhängig vom Schwerefeld darzustellen und zu erhalten sind. Die erfindungsgemäße technische Lösung besteht darin, die an sich bekannten Eigenschaften eines Torsinsschwingers mit der im Vorstehenden beschriebenen technischen Anordnung zu einer technischen Lösung zu kombinieren, so daß die gestellte meßtechnische Aufgabe dadurch zu lösen ist. Diese technische Lösung wird nachfolgend beschrieben.

Weil es in erster Linie auf die Meßgrößen ankommt, die mittels dieses Verfahrens zu erhalten sind, und die technische Charakteristik des Verfahrens sich in den Meßgrößen in zusammengefaßter Weise ergibt, ist die Beschreibung des Verfahrens durch die Herleitung der Meßwertgleichungen zu geben, wodurch die Größe der trägen Masse und der schweren Masse zu messen ist.

Die Größe der trägen Masse einer chemischen Stoffmenge und eines physikalischen Körpers ist erfindungsgemäß dadurch zu messen, daß die Stoffmenge oder das Wägestück in den oberen MBT- Wägebehälter eingelegt wird. Im ersten Meßgang ist dann die Größe der trägen Masse zu messen. Die Größe der schweren Masse der gleichen Menge des gleichen chemischen Stoffes, bzw. des gleichen physikalischen Körpers ist erfindungsgemäß dadurch zu messen, daß die Stoffmenge oder das Wägestück anschließend in den unteren MBT-Wägebehälter vertauscht, und dort neu eingelegt wird. Im zweiten Meßgang ist die Größe der schweren Masse zu messen.

Der physikalische Zusammenhang der Meßgrößen ist mathematisch streng wie folgt zu beschreiben: Im unbelasteten Zustand des Torsionsschwingers ist eine konstante Periodendauer To der Eigenschwingung zu messen. Wie groß diese ist, wird herstellungstechnisch festgelegt durch die Bauweise des Drehachsensystems und des Führungskörper. FIGUR 5 gibt ein Beispiel dafür, die Größe J des axialen Massenträgheitsmomentes in bezug der Hauptdrehachse konstruktiv festgelegt ist. FIGUR 2 gibt ein Beispiel für die Herstellung der raumfesten Lage der reibungsfreien Hauptdrehachse vermittels des Drehachsensystems des erfindungsgemäßen Mehrwellentorsionsgetriebes.

Auf diese Art und Weise ist durch die Herstellungsweise des Torsionsgetriebes, das Material der elastischen Festkörper, die Herstellung der Stabilhaltung des Drehachsensystems, und die Anordnung der Baukörper des Führungskörpers die Größe Do des Kompensationsmomentes des Drehachsensystem technisch festgelegt. - Im belasteten Zustand mit einer Stoffprobe im oberen Meßbehälter ist ein neues Massenträgheitsmoment Jτ infolge der oben zugelegten Gewichtsmasse der Stoffprobe zu bestimmen. Es ist die neue Periodendauer Tτ der Schwingung zwischen den Ruhestellen der Stoffmenge und den Wendestellen der Schwingung im oberen Führbereich, und der Einlegeabstand rτ zwischen dem über der Drehachse instabil schwingenden Schwerpunkt der Stoffmenge von der Drehachse zu messen, .Im belasteten Zustand mit einer Stoffprobe im unteren Meßbehälter ist anderes Massenträgheitsmoment Js infolge der unten eingelegten Gewichtsmasse der Stoffprobe zu bestimmen, eine neue Periodendauer Ts der Schwingung zwischen den Ruhestellen der Stoffmenge und den Wendestellen der Schwingung im unteren Meßbereich zu messen, und der Einlegeabstand rs zwischen dem unter der Drehachse stabil schwingenden Schwerpunkt der Stoffmenge von der Drehachse zu bestimmen.

Die vorstehend genannten Meßgrößen sind die Größen, die physikalisch gebraucht werden, um die Größe der ruhenden schweren Masse einer Stoffmenge und eines Körpers durch die mittlere konstante Wirkung horizontaler Komponenten der Gravitationsfeldstärke der allgemeinen Massenanziehung schwe- 1 rer Masse auf eine im stabilen Zustand des Gleichgewichtes ihres Gewichtes im Schwerefeld schwingende Stoffmenge mittels der nachstehenden Meßwertgleichung für die Größe der schweren Masse zu messen ms = ^" - (6)

5 °

Die Größe der ruhenden trägen Masse der gleichen Stoffmenge des gleichen Körpers mißt sich durch die konstante Wirkung horizontaler Komponenten der Rotationsfeldstärke der allgemeinen Massenrotation träger Masse auf das im instabilen Zustand des Gleichgewichtes des Gewichtes im Schwerefeld schwingende Gewicht der Stoffmenge durch eine formgleiche Meßwertgleichung durch in gleicher Weise be-

10 stimmte Größen, und in bezug auf ein getrenntes räumliches Niveau physikalisch unabhängig gemessen worden sind mτ = 2-L-ln— (7)

15 Durch vorstehend beschriebenes Verfahren wird erreicht, daß im Unterschied zur Gewichtswaage die Messung der Masse durchzuführen ist, ohne dazu die Messung einer Kraft durchzuführen. Statt dessen wird eine physikalische Wirkung in der Einheit der Masse gemessen.

Damit wird erreicht, daß die Größe der Ruhmasse einer schweren Masse, die durch das Kraftfeld der allgemeinen Massenanziehung wirkt, und die Größe der Ruhemasse einer trägen Masse, die durch das

20 Kraftfeld der allgemeinen Massenrotation wirkt, und die Größe der Gewichtsmasse einer fallenden Masse, die durch das Kraftfeld der allgemeinen Massenschwere wirkt, für physikalisch einheitlich durch gleichwertige Größen der Wirkung zu erfahren und durch ununterscheidbare äquivalenten Einheiten der Normalmasse zu messen sind. Abschließend zur Charakterisierung der Wirkungsweise und Funktionsweise der erfindungsgemäßen

„..technischen Anordnung und des erfindungsgemäßen technischen Verfahrens ist der Zusammenhang der zur Durchführung des Verfahren bequem zu nutzenden Meßwertgleichungen mit bekannten Erfahrungsgrößen zu beschreiben:

Die Halbschwingungsdauer T zwischen den Wendestellen einer Drehschwingung eines Torsionsschwingers von festen Direktionsmoment D eines elastischen Drehachsensystems und festem axialem

„„Trägheitsmoment J ergibt sich aus der Lösung der Bewegungsgleichung für einen im Schwerefeld um die Achse schwingenden Schwerpunkt: = π —~ Das Massenträgheitsmoment als Funktion der Schwin-

D 2 gungsdauer dargestellt J — jτ ergibt differenziert die Differentialgleichung der Änderung der Größen 35 π 47 -. D r im Schwerefeld: — = 2— T Ejne beliebig kleine träge Masse, die in einem Rotationsfeld in festem dT π

Abstand r um eine Drehachse dreht, ist durch ein infinitesimales Massenträgheitselement zu beschrei- 40ben: dJ = dmr . Die Materialkonstante des Drehachsensystems ist zu eliminieren durch Gleichsetzung

J D dT 1 4/

— , was eine neue Form der Differentialgleichung ergibt: — = Diese ist umzuformen

T T 2 J

1 r2 άT ώn = — wobei sich durch die Integration neue unbekannte physikalische Größen bestimmen:

45 2 J T

1 r2 , , , dT j άmg = j — Die allgemeine Lösung für diese in ihrer Art zunächst noch physikalisch prinzipiell unbestimmten Größen der Masse und der Zeitdauer der Erhaltung der Masse in einem unbestimmten

\ r2

Zustand lautet: ne = lnT+C Die Integrationskonstante ist durch den Logarithmus einer zeitlichen

2 J

Zustandsgröße C = -lnT0 zu bestimmen, womit sich eine bestimmte Lösung für unbekannte noch J , T Gleichgewichtszustände und unbekannte Arten von Massen von folgender Form ergibt: m = 2— ln — r T

Die dadurch physikalisch erfaßten Arten von Masse sind in bezug auf das erfindungsgemäße technische Verfahren physikalisch ganz allgemeingültig durch die mittels der Trennwaage getrennt gewägte träge Masse und schwere Masse einer bestimmten Menge eines chemischen Stoffes und eines physikalischen Körpers zu deuten, wie sie durch physikalische unabhängige Gleichgewichtszustände physikalisch zu unterscheiden, und mittels eines Torsionschwingers durch stabilen Gleichgewichtszustand und instabilen Gleichgewichtszustand darstellen sind. Die durch das technische Verfahren der Vertauschung der zu wägenden Stoffe und Körper zwischen oberem Meßbehälter und unterem Meßbehälter sind da- 0 durch durch physikalisch sicher bestimmte Größen der schweren Masse (6) und der trägen Masse (7) mathematisch im Prinzip beliebig genau zu beschreiben.

5. Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen technischen Lösung

5.1 Ausführung der erfindungsgemäßen technischen Anordnung mittels einer Vertikaltorsionswage und asymmetrischen Vertikalbalkenwaage

Die nachfolgende beschriebene technische Vorzugslösung für die Durchführung des erfindungsgemäßen technische Verfahrens der Trennung von schwerer Masse und träger Masse chemischer Stoffe und physikalischer Körpers durch die technische Nutzung der stabilen Wirkung der neutralen Wechselwir- okung unabhängiger neutraler Feldern der allgemeinen Gravitation schwerer Masse und der allgemeinen Rotation träger Masse besteht aus einer technische Anordnung, die kennzeichenderweise eine technische Anordnung ist, die in der Regel aus nachfolgend genannten Bestandteile hergestellt ist; aus

1. einer Vertikaltorsionswaage

2. einem Signalgeber, der die Führungsschwingungen des Führungskörper der Meßbehälter für die Auf- 5 nähme der zu wägenden Stoffmengen bzw. Körper in Signalschwingungen, vorzugsweise elektromagnetische Wellen und Lichtwellen, umwandelt, hergestellt z.B. mittels eines am Führungskörper befestigten Laserstrahlers, und aus einem Signallenkgerät zum Signalempfänger, hergestellt z. B. mittels eines Spiegelsystems für die Umlenkung des Laserstrahls

3. einem Signalempfänger und Signalwandler bzw. Signaistromwandler, der die Signalschwingung auf- 0 fängt und in meßtechnisch für die Verarbeitung bequem zu verstärkende Meßströme umwandelt, hergestellt z. B. aus einem Fototransistor, der die Laserschwingung auffängt, und der die Lichtenergie beim Auftreffen des Signals in eine Fotospannungs-Signalkurve bzw. Fotostrom-Kurve umwandelt; diese ist in an sich bekannter Weise zu verstärken, und bequem weiterzuverarbeiten ist

4. einem Verstärkersystem für die Signalströme sowie einem Meßwertspeicher- und Datenverarbeitungs- 5 System von an sich bekannter Art, letzteres dient zum Ablegen von Zwischenwertgrößen, die intern für die Berechnung der Meßgrößen gemäß den vorstehend beschriebenen Bestimmungsgleichungen (6) und (7) als bevorzugte Meßwertgleichungen für die Ermittlung der Größe ms der schweren Masse und der Größe mτ der trägen Masse gebraucht werden; das Verstärkersystem ist in an sich bekannter Weise hergestellt mit mikroeiektronischer Schaltkreisen für die Signalstromverstärkung des Fotostromes des 0 Signalempfängers, sowie mit Speicherbausteinen und Mikroprozessoren zur Meßwertspeicherung und für die Datenverarbeitung und die Ausgabe der Meßwerte in lesbarer Form

5. einer Anzeigevorrichtung für die vermittels der Signalströme erhaltenen Meßgrößen der Wirkung der Stoffmenge auf die horizontale Führbewegung des lotrecht eingestellten Führungskörper im MBS-Meß- behälter durch schwere Masse und im MBT-Meßbehälter durch träge Masse; hergestellt z.B. mittels 5 einer elektronischen Quarzstoppuhr mit einem digitalem Anzeigedisplay von bis 1/1000 s für elektronische Zwischenstopps der Zeitdauer jeder einzelnen, jeder zweiten,... Führschwingung, oder nur der Gesamtdauer aller direkt gezählten Führschwingungen, z.B. von 100 Führschwingungen; zu diesem Zweck wird in bekannter Weise mit einem elektromechanischen Anfangsstopper und Endstopper die insgesamt verflossene Zeitdauer nach einer bestimmten Anzahl von n Führschwingungen gestoppt, die Zeitsumme aller Ts -Zeitwerte im unteren Führbereich III, IV bei belastetem MBS-Meßbehälter wird dadurch gemessen; nach der Vertauschung der Meßprobe in den oberen Führbereich l,ll in den MBT- Meßbehälter wird die gleiche Zeitmessung erneut durchgeführt, dadurch wird die Zeitsumme aller Tτ - Werte im oberen Führbereich III, IV bei belastetem MBT-Meßbehälter gemessen; anschließend erfolgt die Bestimmung der Größe der Masse, die in horizontaler Richtung der Führschwingungen durch ihr Beharrungsvermögen in den Ruhstellen in den verschiedenen Zuständen gewirkt hat; das ist einfachsten- falls schon manuell durchzuführen, bequemer und genauer ist jedoch eine anschließende automatische Berechnung mit direkter Anzeige der Größen durch der Wirkung, wobei vermittels im Speicher abgelegter Zeitwerte, mittels Druckervorrichtung zum Ausdrucken der Meßgrößen, statt visueller Ablesung von einem Display, usw. in bekannter Art und Weise die Anzeigevorrichtung entsprechend dem Stand der Technik gestaltet wird und hergestellt ist.

Die FIGUR 7 zeigt alle Bestandteile der Anordnung anhand eines Ausführungsbeispieles: Der starre Führungskörper der Vertikaltorionswaage 1 schwingt um eine mittels des Beschwerungsgewichtes BK stabil lotrecht bleibende vertikale Hauptsymmetrieebene um eine parallel zur Horizontal- ebene ausgerichtete mittlere Hauptdrehachse 0'. Die vertikale Gleichgewichtslage ist deutlich zu sehen in der Frontalansicht der FIGUR 4. Die FIGUR 1 zeigt die Hauptsymmetrieebene und die in im oberen Meßbereich und im unteren Meßbereich zu messenden Größen der Wirkung der horizontalen Feldstärkekomponenten durch die verschiedenen Arten von Masse in schematischer vereinfachter Darstellung. Der Laserstrahl LS (FtGUR 5) tritt aus dem in das Hohlprofil des oberen Führungskörpergrundprofils eingebauten Laser nach oben heraus. Der Laser-Signallichtstrahl geht dann durch eine Glasplatte, die mit dem Unterbau stabil verbunden ist. Dieses ist als BAUTEIL 3 in FIGUR 6 zu sehen. Darauf ist das Signallenksystem 6 montiert. Dieses ist bei diesem Ausführungsbeispiel als schiefwinklig angeordnete Spiegelfläche hergestellt aus einem totalreflektierenden schweren Glasprisma großer Basisfläche. Er wird von hier - FIGUR 7 - zum Signalempfänger 3 umgelenkt. Dort fällt er auf die lichtempfindliche Basis des in den Signalempfänger eingebauten Fototransistors 3. Dieser erhält seine Arbeitsspannung in bekannter Weise aus der Stromversorgung eines Verstärkers per Kabelverbindung.

Mittels der im Moment des Durchgangs des Laserlichtsignals eintretenden Widerstandsänderung der fotoempfindlichen Basis des Fototransistors wird der elektronische Verstärker 4 im Zeittakt des Durch- gangs des Lichtsignals der horizontalen Führungsschwingungen des Wägebalkens gegen die lotrechte Hauptsymmetrieachse um seine horizontale Hauptdrehachse 0' vermittels der Lichtsignale elektronisch angesteuert. Vermittels der Lichtschwingungen ist der gleichzeitige Übergang der trägen Masse der Stoffmenge im MBT-Meßbehälter und der Führschwingung des Führungskörpers in Augenblicke der Ruhe in der Zeit im oberen Meßbereich l,li und der koinzidente Abstand der Ruhestellen der schweren Masse der Stoffmenge im MBS-Meßbehälter von der Lotrichtung der vertikalen Schwerelinie in Beharrungsstellen im Raum im unteren Meßbereich auf einem Meßschirm hinter dem Signalempfänger - FIGUR 7 physikalisch direkt zu sehen. Das ist das technische Mittel des Ausführungsbeispiels, womit im PATENTANSPRUCH l gekennzeichnete technische Merkmal der mittels des erfindungsgemäßen Verfahren realisierten Gleichzeitigkeit und Koinzidenz von physikalischen Wirkungsstellen der Masse im Feld und von Meßstellen der Wirkung in Zeit und Raum technisch ausgeführt und verwirklicht worden ist.

Die elektronisch verstärkten Durchlaufimpulse des Lichtsignals steuern im Weiteren einen zweiten, elektrischen Leistungsverstärker von ausreichender Leistung an, welcher zur Schaltung elektromagnetischer Relais mit Federkontakten dient. Damit bleibt die Gleichzeitigkeit und Koinzidenz von Wirkungsereignis und Meßereignis zwar nicht mehr ganz sicher gewahrt, weil die Kontakte nicht mehr ganz genau gleich- zeitig schließen. Die Toleranz ist durch an sich bekannter Maßnahmen aber im Bereich weit kleiner als eine Mikrosekunde zu halten. Damit sind befriedigende Ergebnisse zu erreichen. Auf diese Art und Weise sind das Startsignal und das Endsignal am Anfang und am Ende von Start-Lauf-Stopp-Zykien mittels durch die Führschwingung der Vertikalwaage elektronisch gesteuerter mechanischer Relais verläßlich zu erhalten. Nach einer hinreichend Anzahl von Führschwingungen wird Stoppsignal gegeben. Dadurch ist dann entweder die Zeitsumme der Tτ -Werte für n periodische Übergänge in feste Ruhestellen der tr gen Masse in der Zeit während der im Verlaufe der Messung konstant erhalten bleibenden Rotationsdauer der Erde direkt gemessen worden. Öderes ist die Zeitsumme der 7"s -Werte für n periodische Übergänge im Raum um die unterdessen konstant erhalten bleibende Lotrichtung des Erdschwerefeldes in feste Ruhestellen im Gravitationsfeld der Erde mit der Zeitmeßgenauigkeit direkt gemessen worden. Das kennzeichnet das erfindungsgemäße Verfahren technisch als ein Meßverfahren, das ohne Störung der Gleichzeitigkeit und der Koinzidenz der Beobachtung der Stellen der Wirkung durch den Beobachter funktioniert. Dieses Merkmal ist im Patenanspruch I zusammengefaßt formuliert worden. Darauf gestützt ist ein physikalisch im Prinzip beliebige genaue Messung der Wirkung von Masse durch- 1 zuführen. Das ist der Vorteil des erfindungsgemäßen technischen Verfahrens im Vergleich bekannter technischer Verfahren, die das Gleiche dadurch zu erreichen versuchen, daß die Stellen der Wirkung mikroskopisch vermessen werden. Dabei ergeben sich physikalisch prinzipiell unvermeidlich Störungen bei der Beobachtung der Wirkung, weil die Wirkung des technischen Mittels der Beobachtung, z. B. die des Lichtstrahls, dabei in erheblicher Größe mitwirkt, um so mehr, je tiefer man in kleinste Raumzeit-

5 bereiche vordringt. Diesen physikalisch prinzipiellen Nachteil hat das vorstehende beschriebene Verfahren nicht. Es wirkt nur der Meßfehler, und zwar in der allgemein bekannten Weise. Im Vorliegenden kommen Meßfehler allem durch die begrenzte Anzeigegenauigkeit der verwendeten elektronischen Quarzuhr von 1/1000 Sekunde, und durch die nicht ganz gleichmäßig Kontaktschließung der Relais in das Meßergebnis hinein.

10 Die Anzeigevorrichtung 5 der Meßwerte zeigt das Zeitmeßergebnis der getrennten Messungen an. Ja nach Gestaltung sind weitere Meßergebnisse anzuzeigen. Eine vollständige Meßfolge für eine sichere Zeitwertbestimmung für die Bestimmung der Größe der trägen Masse oder der Größe der schweren Masse einer bestimmten Menge eines chemischen Stoffes dauert je nach gewünschter Meßgenauigkeit zwischen etwa 2 Minuten bis etwa 5 Minuten. Danach liegen beide Meßwerte vor.

15 Der Vergleich der mittleren konstanten Eigenschwingungsdauer To des unbelastet schwingenden Führungskörper Wägebalkens, der mittleren konstanten Übergangs- und Wendedauer Tτ der mit der zu analysierenden Stoffmenge im oberen MBT-Meßbehälter schwingenden Vertikalwaage in periodische Ruhe- und Wendestellen, und der mittleren konstanten Übergangs- und Wendedauer Ts der mit der gleichen Stoffmenge nach deren Vertauschung in den unteren MBS-Meßbehälter schwingenden Vertikal-

20waage in periodische Ruhe- und Wendestellen ergibt in der vorstehend beschriebenen Weise die physikalische Trennung der schweren Masse und trägen Masse durch die verfahrenstechnisch scharf getrennt durch unabhängige Wägungen direkt gemessene Größe der trägen Masse m7 der Stoffmenge und der Größe der schweren Masse ms der Stoffmenge.

255.2 Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen technischen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen technischen Anordnung einer Vertikalwaage

Die Tabelle 1 bis Tabelle 4 enthält in tabellarisch übersichtlich zusammengefaßter Weise die wichtigsten Schritte des technischen Verfahrens der Wägung der Größe der schweren Masse und der trägen Masse von chemischen Stoffen aus metallischer Verbindung und von physikalischen Körper von fester Konsi-

30stenz. Die gewägte Stoffmenge besteht aus einer bestimmten Menge der chemischen Elemente Kupfer und Zink, die in einer Messingverbindung legiert sind, zu woraus Wägestücke von 20 g , von 10 g, und von 5 g hergestellt worden sind. Der vierte Probekörper ist ein Aluminumgewicht von 0,5 g Gewichtsmasse. Letzteres Probestück wird hier - TABELLE 4 - als Extremwert mitgenommen, weil sich dadurch die enormen Möglichkeiten des Verfahrens besonders deutlich zeigen. Denn dieses Wägegut hat mit 5 weniger als 0,02% der Gewichtsmasse des Führungskörpers von über 2,51 kg nur den 2000-ten Bruchteil der Gewichtsmasse des aktiven Teils der Vertikalwaage. Trotzdem ist die Größe der schweren Masse und der trägen Masse selbst dieser kleinen Stoffmenge mit einem Meßfehler von lediglich etwa 1 ,5% zu erfassen. Das bedeutet, die Grenze der Auflösung von träger Masse und schwerer Masse tritt etwa dem 100fachen der kleinsten verwendeten Meßprobe ein, d.h. die hergestellte Vertikaltorsionswaage 0 schafft eine Auflösung von etwa 200000 äquivalente Einheiten von schwerer Masse oder träger Masse. Das zusammengefaßte Resultat des in TABELLE 1 bis TABELLE 3 im Einzelnen beschriebenen Meßgänge sieht im Hinblick auf die drei sichersten Messungen im Überblick wie folgt aus:

Gewichtswaaqe Vertikalwaage Vertikalwaage Vertikalwaage träge Masse schwere Masse Summe Meßgrößen

Gewichtsmasse Wäguno, oben Wägung, unten beide Wägungen

Cu, Zn: 10, 000 g 7,654 g 2,417g 10,071 g

Cu, Zn: 20, 000 g 15,446 g 4,653 g 21 ,100 g

Cu. Zn: 5, 000 g 3,845 g 1 ,210 g 5,055 g gesamt: mQ = 35,00 g mτ = 26,945 g ws= 8,280 g (ms+ mτ) = 36,226 g Die Äquivalenzfaktoren der physikalisch gleichwertig durch die Einheit der Normalmasse gemessene- schweren Masse und trägen Masse betragen in der Toleranz, bezogen auf die Einheit der Gewichtsmasse als die Normalmasse, etwas weniger als der echte Bruch 3/4 oder 1/4, je nachdem, wie man die Relationen bildet, welche den Faktor der Äquivalenz beziffern: mτ __ 8,280 g Q 22g mr 26,946 g Q 71 1 mg 36,226 g ' mg 36,226 g

Der Äquivalenzfaktor von schwerer Masse zu träger Masse und umgekehrt ergibt für die aus Zink und Kupfer bestehende Stoffmenge dimensionslose physikalische Konstanten, die in der vorgenannten Toleranz einen Zahlenwert von etwa 3 und etwa 1/3 haben: n^ 26,945 g n^ 8,280g ms 8,280 g mr 26,945g

Die dadurch bestehenden allgemeinen Zusammenhänge der verschiedenen Arten von Ruhemasse sind durch dimensionslose elementaren Relationen von äquivalenter schwerer Masse, träger Masse, und Gewichtsmasse zu beschreiben:

In der Toleranz der Meßwerte zeigt sich Übereinstimmung damit, daß die Summe der schweren Masse einer Stoffmenge und der trägen Masse der Stoffmenge gleich der Gewichtsmasse der Stoffmenge ist: nb ^Mr+ s (2) Die physikalische Trennung von schwerer Masse und träger Masse mittels einer Vertikaltorsionswaage führt durch diese Messungsergebnisse, die auf einer physikalischen Grundlage stehen, die für die Zwek- ke der Wägung der Masse der Stoffe und Körper technisch bisher noch nicht genutzt worden ist, zu dem gleichen Ergebnis, zu dem auf einer ganz anderen physikalischen Grundlage die allgemein bekannten Erfahrungen im Bereich der Kernphysik schon vor längerem geführt haben. Dadurch ist nicht zuletzt auch eine physikalische einheitliche Grundlage für die Prüfung und für die physikalische Entscheidung des Äquivaleπzprinzips von Masse zu erfahren.

Dieser Zusammenhang ist dadurch zu erkennen, daß mit den ganz anderen technischen Mitteln im Bereich der Kernenergietechnik sowie der Atomphysik und Teilchenphysik sich gleichen Relationen als dimensionslose Naturkonstanten ergeben. Das Verhältnis der durch die physikalische Trennung von trägen Masse und schwerer Masse ergibt nämlich für alle Meßproben aus Zink und Kupfer in der Toleranz die gleichen gebrochenen Zahlenwerte von 1/3 oder 3, wodurch die Wirkung der Wechselwirkung der in freier Form noch nie nachgewiesenen sogenannten QUARKS der Kernmaterie zu beschreiben ist. Gemittelt über die Meßergebnisse der drei Proben, statt nur über eine Summe eine Abschätzung vorzunehmen, ergibt sich in einer Toleranz von besser als 1 % das folgende Ergebnis durch das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße technische Verfahren:

^- = (0,3114±0,0078) -^- = (3,210910,0787) n ms

5.3 Ausführungsbeispiel eines technischen Gerätesystems mittels einer erfindungsgemäßen Vertikaltorsionswaage zur Trennung von schwerer Masse und träger Masse und mittels des erfahrungsgemäßen Verfahrens zur Wägung der Größe von träger Masse und schwerer Masse für Wägestücke aus Metall

Die FIGUR 6 zeigt die Anordnung der Hauptbauteile der für die Durchführung des Verfahrens verwende- ten Vertikaltorsionswaage im Überblick. Die FIGUR 3, FIGUR 4, und FIGUR 5 zeigen Einzelheiten der Anordnung und der technischen Ausführung.

Die Vertikaltorsionswaage - FIGUR 6 - besteht aus einem Wägebalken 12.

Die gewogene Masse des Führungskörpers mit allen darauf befestigten Bauteilen beträgt ohne Lasten etwa 2505 g. Das axiale Massenträgheitsmoment der Gewichtsmasse aller seiner Bauteile beträgt in bezug der Hauptdrehachse 0' beträgt etwa J- 21 ,72 gm2.

Die Anordnung des Führungskörpers der Vertikalwaage ist in FIGUR 5 gekennzeichnet worden. Die Bedeutung der zu den Figuren gehörenden Kurzzeichen ist in nachfolgender „Erläuterung der in den Figuren verwendeten Bezugszeichen" näher beschrieben worden. Darum genügt hier der Hinweis auf charakteristische Merkmale der Hauptbauteile: Die Drehfasern 11 bestehen erfindungsgemäß aus reißfester synthetischer Faser. Im Ausführungsbeispiel aus einem hochreißfesten Kunststoff von einem Durchmesser < 1 mm.

Weshalb erfindungsgemäß Kunststoff verwendet wird, statt Stahl, und wie die erfindungsgemäße Kompensationsvorrichtung für die schwache Wirkung und das kleine Drehmoment von horizontalen Komponenten der Feldstärke des Erdrotationsfeldes durch die träge Masse des Stoffes und der Feldstärke des Erdgravitationsfeldes durch die schwere Masse des Stoffes damit hergestellt ist, ist vorstehend in Abschnitt 3 beschrieben worden, und in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche im Hinblick auf die technischen Merkmale benannt worden.

Der den Kraftschluß der elastischen Festkörper in den Preßsitzen sichernde, dadurch die hohe Führungsgenauigkeit erhaltende, zugleich auch die lotrechte Hauptsymmetrieachse erhaltende, und dabei den räumlichen Abstand der Nebendrehachsen 0", 0'" (FIGUR 2, FIGUR 3) erhaltende Beschwerungsköφer und Stabilisatorkörper 10 ist als eine durchbohrte Bleikugel von 2,36 kg Gewichtsmasse hergestellt. Dieser vereinigt somit über 94% der Gewichtsmasse des Führungskörpers der Vertikalwaage in sich. Der untere MBS-Wägebehälter 9 und der obere MBT-Wägebehälter 8 sind aus Aluminiumblech gefertigt. Der Signalgeber 14 ist ins Hohlprofil des oberen Grundprofils des Führungsköφers eingebaut. Er ist aus einer Laserdiode hergestellt. Diese emittiert auf etwa 660 nm Wellenlänge.

Er besteht aus dem Laserkopf LK mit Rieht- und Fokussierungsoptik, sowie elektronischen Bauelemente zur Erhaltung und Steuerung des Lasersignals. (FIGUR 5)

Eine Glasplatte 5 ist mit Aufbauten 4 auf dem Stützlager 2 als Führung für das Umlenksystem für den Signalstrahl angeordnet. Sie liegt fest auf dem Lagerrahmen 3 des elastischen Kraftlagers. Der Unter- bau des Lagerrahmens ist an einer aufgemauerten Wand 1 befestigt, die auf Betonboden im Erdreich feststeht. Auf der Glasplatte ist die Signallenkung 6 angeordnet. Sie ist aus einem 45°-Prisma von großer Basisfläche hergestellt. Dessen totalreflektierende Fläche dient als Spiegel- und Umlenkfläche für den Laserstrahl 7 zum Signalempfänger. Der Laserstrahl fällt in etwa 8500 mm Abstand von der Hauptdrehachse des elastischen Drehachsen- Systems der Vertikaltorsionswaage auf die lichtempfindliche Basis des Fototransistors.

Dieser fängt die synchrone und koinzidente Signalschwingung der Führungsschwingung der Vertikalwaage mit der Wägeprobe auf.

Literatur /Fundstelle:

'" LEDERSTEGER, Karl, Handbuch der Vermessungskunde, Band V, Astronomische und physikalische Geodäsie (Erdmessung) , J .B. Mεmjs'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1969

121 QUITO, T. J.; The beam balance as an Instrument für very precise weighing, MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, Bristol, 3 (1992) Nr.2, 151 RισftiR,u.a., Das Deutsche Schweregrundnetz 1994 (DSGN1994) , Zeitschrift für Verroessungswesen, Nr. 11/1998, S.368 (Mittels AbsolutgravimeterAXISFG5-101 des Bundesamtes für Kartographie und ( od&ie an der Absclutstation Nr.23/0 des DSGN94 im Ber ch der Universität Rostock in 1,25 m Höhe ermittelter Schwerewert: 9814284,53 πm/s2. Standardabweichung: ±0,05 μm/s2.)

141 GREGOR, Manfred, A., Die Präzessionskralt des einheitlichen Kraftfeldes der Erde - stärker als die Schwerkraft, MZU-Verlag, Rostock, 1997 (Darin ist in allgemeinverständlicher Weise die Erhaltung einer technisch nutzbaren Präzessionskraft durch die Energie der Wechselwirkung der Erdrotation durch träge Masse und der Erdgravitation durch schwere Masse mittels technischer Anordungen und technischer Verfahren beschreiben worden, ohne dabei auf allgemein unbekannte physikalische Gesetzmäßigkeiten und physikalische Zusammenhänge einzugehen. Diese sind für die technische Herstellung eines PRSZEV SIOTSPENDELS, eines FELDKRHSELS, ... nicht unbedingt zu kennen. Die dieser Beschreibung zugrunde liegenden technischen Anordnungen und Verfahren sind beschrieben worden u. a. an folgenden Stellen: - Verfahren und Anordnung zuzr Erzeugung von Gravitationsleistung aus dem Erdgravitationsfeld durchgesteuerte Massenwechselwirkung DE 19638726.4 AT 12.09.1996 OT 19.03.1998

- Gravitationsgeräte zur Erzeugung von Gravitationsleistung - Grvai ationsrohr, Gravitationsmeßgerät, Gravitationswandler DE 19641 215.3 AT26.09.1996 OT02.04.1998

-Gravitationspendel: DE 19643452.1 AT 10.10.1996 OT04.06.1998

-Graviiationswaage DE 19643 50.5 AT 10.10.1996 OT28.05.1998

- Automatische Kraft- und Arbeitsmaschine mit Gravitatiosn- und Rotationantrieb und Gravitationsmeßgerat

DE 19726142.6 AT 19.06.1997 OT24.12.1998// PCT/DE 97/01253 AT20.06.1997 OT IO.10.1998

151 GREGOR, Manfred, A., Atlas der Normalfeldstärken des Wechselwirtagskraftfeldes der Erde, MZU-Verlag, Rostock, 1997

(Zum Verständnis der physikalischen Wirkungsweise der Vertikahvaaeg reicht die Beschreibung horizontaler Komponenten der Feldstärke in bezug auf eine kugelförmige Normalfläche der Erde. Im „Altlas der Noπnalfeldstärken.." ist eine genauere Beschreibung in bezug auf eine elliptische Normaloberfläche enthalten. Der Tabellenteil enthält ausgerechnete Normalfeldstärken u.a. für ein geographisches 1 ° Hauptnetz.) 6. Beschreibung des technischen Verfahrens zur Trennung von träger Masse und schwerer Masse am Ausführungsbeispiel „Vertikalwaage" für Metallkörper durch Verfahrensablauf und Meßgrößen der praktischen Durchführung

Tabelle 1

Wägung schwerer Masse und träger Masse eines Stoffgemisches aus Kupfer und Zink

relative Abweichung der Summe der erfindungsgemäß getrennt gewägten schweren Masse und trägen Masse von der in herkömmlicher Weise mit der Waage gewägten Masse des runden Messingkörpers: +0,61 %

Tabelle 2

30

Wägung schwerer Masse und träger Masse eines Stoffgemisches aus Kupfer und Zink mittlere gewägte schwere träge Abstand

Dauer gezählte Dauer Masse des Masse des Masse des der

Art des Verfahrens / Art des Stoffes / der Amph- e er zeitliches EinlegeGeräteStoffes / EinlegeStoffes/ Stoffes / Energie¬

Form des Körpers Messung tuden Amplitude Gewicht abstand konstante Körpers konstante Körpers Körpers niveaus

35 Größe I n T0,TT,TS Ps:Pτ >ϊ.»τ Λ GS,GT m s <h -hs-.+hj

Spalte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Einheit s s - mm gm2 8 g g g nm

Grundschwingung

Mittelwert 3 Kurzmessungen < 30 s 21,8533 60 0,364222 21,72 Langmessung > 2 min 147,876 406 0,364227 21,72 Langmessung > 2 min 138,402 380 0,364216 21,72

40 Mittelwert %,J0 0,364222 21,72

Verfahren nach Anspruch 2 / Messiπekörper. 1 mm Durchmesser

Mittelwert 3 Kurzmessungen < 30 s 22,0223 60 0367039 1,007733 148,2 21,72 20,000 2017,85 15,545 279 Langmessung > 2 mm 135,068 368 0367033 1,007704 148,2 21,72 20,000 2017,85 15,486 173 Langmessung > 2 mm 136,543 372 0,367051 1,007785 148,2 21,72 20,000 2017,85 15,647 136 Mittelwert 0,367041 1,007741 148,2 21,72 20,000 2017,85 15,559 196

Äquivalenzverhältms "^"fc ü$%s Masse gewägte Masse 0,7780

45 Verfahren nach Anspruch 1 / derselbe Messmekörper

Mittelwert 3 Kurzmessungen < 30 s 21,9100 60 0,365167 1,002593 156,0 21,72 20,000 1825,01 4,726 -432 Langmessung > 2 mm 129,995 356 0365154 1,002548 156,0 21,72 20,000 1825,01 4,643 -243 Langmessung > 2 mm 133,650 366 0,365164 1,002603 156,0 21,72 20,000 1825,01 4,745 -155 Mittelwert 0365162 1,002581 156,0 21,72 20,000 1825,01 4,705 -277

Äquivalenzverhältms m, -mr schwere Masse gewägte Masse 0,2352

Summe trage Masse und schwere Masse 20,264

Äquivalenzverhältms m, mτ schwere Masse träge Masse 03024

relative Abweichung der Summe der erfindungsgemaß getrennt gewägten schweren Masse und trägen Masse von der in herkömmlicher Weise mit der Waage gewägten Masse des runden Messingkörpers: +1,32 % Tabelle 3

Wägung schwerer Masse und träger Masse eines Stoffgemisches aus Kupfer und Zink

relative Abweichung der Summe der erfindungsgemäß getrennt gewägten schweren Masse und trägen Masse von der in herkömmlicher Weise mit der Waage gewägten Masse des runden Messingkörpers. +0,30 %

Tabelle 4

Wägung schwerer Masse und träger Masse einer sehr kleinen Menge reines Aluminium mittlere gewägte schwere trage Abstand Dauer gezählte Dauer Masse des Masse des Masse des der Art des Verfahrens / Art des Stoffes / der Amph- emer zeitliches EinlegeGeräte- Stoffes / Einlege- Stoffes / Stoffes / EnergieForm des Körpers Messung luden Amplitude Gewicht abstand konstantel Körpers konstante Körpers Körpers niveaus

Größe ' T0,TΎ,TS PS,PT GS,GT . m η -hs,+hj Spalte 1 3 4 8 10 11

Einheit gm2 g nm

|Gιundschwιngung

Mittelwert 4 Kurzmessungen < 30 s 21,8528 60 0,364213 21,72 Langmessung > 2 min 147,865 406 0,364200 21,72 Langmessung > 2 mm 146,410 402 0,364204 21,72

Mittelwert _ 0,364205 21,72

Verfahren nach Anspruch 2 / Aluminiumplättchen. sechseckig. 1 mm Dicke

Mittelwert 3 Kurzmessungen < 30 s 21,8570 60 0,364283 1,000194 1984,20 0,386 410

Langmessung > 2 mm 161,011 442 0,364278 1,000216 1984,20 0,429 279

Langmessung > 2 mm 147,895 406 0,364273 1,000191 1984,20 0,378 201

Mittelwert 0,364278 1,000200 1984,20 0398 296

Äqurvalenzverhältnis in/, m^ träge Masse gewägte Masse 0,7954

Verfahren nach Anspruch 1 / derselbe Aluminiumkörper

Mittelwert 3 Kurzmessungen < 30 s 21,8543 60 0,364239 1,000072 156,0 21,72 0,500 1786,01 0,129 -432

Langmessung > 2 min 147,152 404 0,364238 1,000105 156,0 21,72 0,500 1786,01 0,187 -294

Langmessung > 2 min 152,249 418 0,364232 1,000077 156,0 21,72 0,500 1786,01 0,138 -212

Mittelwert 0,364236 1,000085 156,0 21,72 0,500 1786,01 0,151 -312

Äquivalenzverhältnis ff^'.tH; schwere Masse gewägte Masse 0,3027 Summe Vt]s'^nk) träge Masse und schwere Masse 0,549 Äquivalenzverhältnis "is'" schwere Masse träge Masse 03805 relative Abweichung der Summe der erfindungsgemäß getrennt gewägten schweren Masse und trägen Masse von der in her- kömmlicher Weise mit der Waage gewägten Masse des runden Messingkörpers: +9.8 %

(Die großere Abweichung ist bedmgt durch die zunehmende Toleranz infolge der Kleinheit der Stoffprobe im Verhältnis zum Schwmgkorper Die gewägte Masse des Alunumumplattchens von 0,5 g betragt wemger als 0,0002 % der gewagten Masse des Schwmgkorpers der Torsionspendelwaage.) 7. Beschreibung des technischen Verfahrens durch Funktionsschema zu den Meßbereichen einer Vertikalwaage

Funktionsschema 1 zu Verfahrensbeispiel Tabelle 1 zu Vertikalwaage

10,0 g Gewichtsmasse im Ruhezustand der Stoffmenge im Fallzustand - technische Anordnung zur Erhaltung des Zustandes: Gewichtswaage

7,4 g träge Masse im Ruhezustand im instabilen Gleichgewichtszustand - Anordnung zur Erhaltung des Zustandes: Vertikalwaage, oberer Führbereich

2,4 g schwere Masse im Ruhezustand im stabilen Gleichgewichtszustand - Anordnung zur Erhaltung des Zustandes: Vertjkalwaage, unterer Führbereich

Symmetrieebene

7. Beschreibung des technischen Verfahrens durch Funktionsschema zu den Meßbereichen einer Vertikalwaage

Funktionsschema 2 zu Verfahrensbeispiel Tabelle 2 zu Vertikalwaage

20,0 g Gewichtsmasse im Ruhezustand der Stoffmenge im Fallzustand - technische Anordnung zur Erhaltung des Zustandes: Gewichtswaage

15,6 g tr ge Masse im Ruhezustand im instabilen Gleichgewichtszustand - Anordnung zur Erhaltung des Zustandes: Vertikalwaage, oberer Führbereich

4,7 g schwere Masse im Ruhezustand im stabilen Gleichgewichtszustand - Anordnung zur Erhaltung des Zustandes' Vertikalwaage, unterer Führbereich

Normalgröße Lotabweichung:

Drehimpulswinkel zwischen Fallrichtung von . (gs - 2τ ) Gewichtsmasse und Gravitationsrichtung von schwerer dγ = arctan (- -) = 19,57° Masse (Lotabweichung)

Φ = arctan (l -

Drehimpulswinkel der Fallbewegung von Gewichtsmasse = arctan — = — = 13,25° 1 + - und der Rotionsbewegung von träger Masse

Verhältnis der Summe der Feldstärken und

" = 0,2617 •ör (Fall ) = 0,0000772 °= 0,3" Beschleunigungen in allen vier Meßbereichen *m 'rv Vergrößerung Lotabweichung: rl ln 7 - •öγ ( Vertikalwaage )

Verhältnis von träger Masse im oberen Meßbereich und von m flγ(Fall) schwerer Masse im unteren Meßbereich für Metallkόrper 0,3024 von 20 g äquivalente Gewichtsmasse m∑ r^ ln^ 19,574

= 253549

0,0000772°

der Eigenfeldstärke des anhand von Meßgrößen

/ AT) ■ 100% ' -89,3%

i-h

3

9. Beschreibung der technischen Anordnung durch Figuren - Erläuterung der in den Figuren verwendeten Bezugszeichen

Figur 1 - Hauptsymmetrie-Ebenen der Drehschwingung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels elastischer Kraftlager und reibungsfreier Drehzonen Tτ - gleichzeitige Zeitdauer einer stetig-kontinuierlichen Führungsschwingung des

Führungskörpers der Meßbehälter bei im oberen MBS-Behälter aufgelegter Stoffmenge bzw. eingelegtem zu wägendem Körper in die Wendestellen der Führbewegung und einer Periodendauer der Erhaltung der Masse der Stoffmenge im Rotatationsfeld im Zustand der Ruhe nahe der instabilen Gleichgewichtslage und Hauptsymmetrieachse ° der Führschwingung

To - Periodendauer der halben Eigenschwingungsperiode der unbelasteten Vertikalwaage ε - konstante Größe des Bogenwinkels, voller bzw. halber Öffnungswinkel der Halbschwingung Ts - gleichzeitige Zeitdauer einer stetig-kontinuierlichen Führungsschwingung des

Führungskörpers der Meßbehälter bei im unteren MBS-Behälter aufgelegter Stoffmenge 5 bzw. eingelegtem zu wägendem Körper in die Wendestellen der Führbewegung und der Periodendauer der Erhaltung der Masse der Stoffmenge im Gravitationsfeld im Zustand der Ruhe nahe der Lotrichtung und stabilen Gleichgewichtslage der Führschwingung Aτ - Bogenhöhe, Abweichung des Führungsweges von idealer Geradführung zwischen den

Wendestellen der Linksschwingung und der Rechtsschwingung im oberen Meßbereich 0 beim Übergang der Stoffmenge im MBT-Meßbehälter in gegenüberliegende Ruhestellen

hs - Bogenhöhe, Abweichung des Führungsweges von idealer Geradführung zwischen den 5 Wendestellen der Linksschwingung und der Rechtsschwingung im unteren Meßbereich beim Übergang der Stoffmenge im MBS-Meßbehälter in gegenüberliegende Ruhestellen ε ε h s = r s? sin— 2 tan— 4

J - Massenträgheitsmoment des Führungskörpers der Vertikaltorsionswaage 0

Figur 2 - Trennung der reibungsfreien und lagerspielfreien elastischen Festkörperdrehzonen des Wägebalkens der Torsionsschwingungswaage mittels nahe übereinander angeordneter Faserlager im vertikal ausgerichteten Wägebalken

DK1 - oberer elastischer Faserdrehkörper 50" - obere Nebendrehachse

DK2 - unterer elastischer Faserdrehkörper

0'" - untere Nebendrehachse

0' - Hauptdrehachse

PST - starrer Wägebalken (starre Profilstange) 0r's - Abstand Hauptdrehachse - untere Nebendrehachse r - Abstand Hauptdrehachse - obere Nebendrehachse - Abstand Mitte Lagerbohrungen für elastische Faserdrehkörper

Figur 3 - Seitenansicht der Trennung der elastischen Drehachsen des Grundkörpers der

Vertikaltorsionswaage und der Anordnung der Wägebehälter zur getrennten Wägung 5 von schwerer Masse und träger Masse

0 - Verbindungslinie der Faserlager im äußeren Rahmen des elastischen Kraftlagers

KFL - äußerer Rahmen des elastischen Kraftlagers

1,2 - im äußeren Rahmen gegenüberliegend angeordnete Faserlager

PST - Profilkörper, starrer Grundkörper des Wägebalkens

3,4 - in der Schwingstange nebeneinander angeordnete Faserlager

0" - oberes Nebendrehniveau

0' - Hauptdrehachse 0 " - unteres Nebendrehniveau r'τ - konstanter Abstand oberes Nebendrehniveau - Hauptdrehachse r' - konstanter Abstand unteres Nebendrehniveau - Hauptdrehachse

BK - Stabilisatorkörper, Beschwerungskörper (Bleikörper)

DKl - oberer Faserdrehkörper

DK2 - unterer Faserdrehkörper

MBT - oberer Meßbehälter für die Wägung träger Masse

MBS - unterer Meßbehälter für die Wägung schwerer Masse

Figur 4 - Frontalansicht der getrennten Drehmomentniveaus der Haupt- und Nebendrehachsen des Wägebalkens der Torsionsschwingwaage und vertikale Anordnung der getrennten Wägebehälter zur getrennten Wägung von schwerer und träger Masse unterhalb und oberhalb des mittleren Drehniveaus

0 - Verbindungslinie der Faserlager im äußeren Rahmen des elastischen Kraftlagers 0" - obere Nebendrehachse 0' - Hauptdrehachse

0'" - untere Nebendrehachse r - Mittenabstand obere Nebendrehachse - Hauptdrehachse r's - Mittenabstand untere Nebendrehachse - Hauptdrehachse rτ - snychrone Zeitdauer einer Führungsschwingung um die Hauptdrehachse und einer Ruheperiode der trägen Masse der Stoffmenge im Erdrotationsfeld im MBT-Behälter

Ts - snychrone Zeitdauer einer Führungsschwingung um die Hauptdrehachse und einer

Ruheperiode der schweren Masse der Stoffmenge im Erdgravitationsfeld im MBS. Behälter

MBT - oberer Meßbehälter/Wägebehälter

MBS - unterer Meßbehälter/ Wägebehälter KFL - Lagerrahmen des elastischen Kraftlagers

BK - Lothaltungsgewicht des Führungskörper, Stabilhaltungskörper (Bleikörper)

Figur 5- Führungskörper einer Vertikaltorsionswaage mit Stabilisatorgewicht zur Erhaltung der vertikalen Hauptsymmetrielage, Lasersignalgeber, und unterer Meßbehälter und oberer Meßbehälter zur Wägung von schwerer Masse und träger Masse chemischer Stoffmenge und physikalischer Körper

0' - Hauptdrehachse

DKl - oberer Faserdrehkörper

DK2 - unterer Faserdrehkörper

ULOL - Preßsitzoberlager / Preßsitzunterlager K1, K2 - elektrische Kontaktstifte

S1, M1 - Feststellschraube, Kontermutter

PST1 - oberer Teil der Profilstange (Aluminium-Hohlprofil)

S2, M2 - Feststellschraube, Kontermutter

Dl, M2 - Zuleitungsdrähte zum Laserkopf

LE - Laserelektronik

LK - Laserkopf

LS - Laserstrahl

MBT - oberer Meßbehälter / Wägebehälter

PST1 - unterer Teil der Profilstange (Messing-Vollprofil)

DRl - 1. Distanzring für Stabilisatorkörper

DR2 - 2. Distanzring für Stabilisatorkörper

BK - Stabilisatorkörper (Bleikörper)

MBS - unterer Meßbehälter / Wägebehälter

Figur 6 - Gesamtansicht einer Vertikaltorsionswaage mit horizontal ausgerichtetem

Rahmen des elastischen Kraftlagers auf horizontal angeordnetem Unterbau

0' - Hauptdrehachse

1 - festes Fundament, Betonboden und Tragpfeiler im Erdreich 2 - Stützrahmen, verankert im Fundament

3 - äußerer Rahmen des elastischen Kraftlagers

4 - Stützen für die transparente Abdeckung

5 - transparente Abdeckung; Glasplatte

6 - Laserstrahl-Umlenkeinheit; Prisma, Metallspiegel 7 - Laserstrahl

8 - oberer Meßbehälter

9 - unterer Meßbehälter

10 - Stabilisatorkörper; Bleikörper

12 - unteres Führungsprofil, mittels des Hebellagers der elastischen Faserdrehkörpern geführt 13 - oberes Führungsprofil; auf das untere Führungsprofil montiert

14 - Lasereinheit

Figur 7 - Gesamtansicht der Anordnung zur Trennung von träger Masse und von schwerer Masse chemischer Stoffe und physikalischer Körper 1 - Vertikaltorsionswaage

2 - Signalgeber und Signallenkung (Lasereinheit; Spiegel)

3 - Signalempfänger und Meßwertwandler (Sensorarray; Fototransistor)

4 - Verstärker, Meßwertspeicher, Recheneinheit

5 - Anzeigeeinheit der Zeitdauer einer Ruheperiode des Wägegutes (Quarzuhr 1/1000 s)

Figur 8 - Bekannter Stand der Wägung von Masse durch das Gleichgewicht des Gewichtes durch die Nutzung der Erdschwerebeschleunigung

Figur 8/1 - Gleicharmige Hebelwaage mit Wälzlager

1 - unterstützendes Fundament 2 - Stützlager mit Wälzpfanne

3 - Waagebalken mit Wälzschneide (Schneide >10 μm Krümmungsradius) ma - zu wägende unbekannte Gewichtsmasse m' - Gewichtsstücke bekannter Gewichtsmasse r - Hebelabstand des linken Nebenwälzlager für die linke Lastschale r' - Hebelabstand des rechten Nebenwälzlager für die rechte Lastschale

Figur 8/2 - Schräobalkenwaaoe nach W. SCHWEYDAR (um 1925^

1 - Kopfteil

2 - Torsionsfaden, Drillfaden

3 - schräggestellter Drehwaagebalken (für geodätische Anwendung) wG - Drehwaagenmasse (ca. 30 g) links der Fadeneinhängung am Drehwaagebalken m'Q - Drehwaagenmasse (ca. 30 g) rechts der Fadeneinhängung am Drehwaagebalken r - K raftarm der linken Drehwaagenmasse beim Verdrillen des Torsionsfadens r' - Kraftarm der rechten Drehwaagenmasse beim Verdrillen des Torsionsfadens

Figur 8/3 - Kompensationswaage mit Kompensation der Gewichtskraft 1 - Kopfteil

2 - Abschlußstück

3 - Kompensationsvorrichtung: Magnetspule, Gravimeterfeder, usw. F - Gegenkraft zur Gewichtskraft (Kompensationskraft) g - Erdschwerebeschleunigung, Fallbeschleunigung /^^ - Gewichtskraft

Figur 8/4 - Schwebungswaage mit elastischem Neigungsfadenlager (1996)

1 - Kopfteil

2 - Neigungsfasern (die Doppelfaser hindert den Waagebalken am Drehen)

3 - Schwebungswaagebalken (im Gegensatz zum Hebelwaagebalken reibungsfrei gelagert) ma - zu wägende Masse eines Körpers links vom elastischen Einhängungslager m' G zu wägende Masse eines Körpers rechts vom elastischen Einhängungslager r - Kraftarm des Gewichtes des am linken Lastfaden auf die Lastschale gelegten Körpers r' - Kraftarm des Gewichtes der am rechten Lastfaden auf die Lastschale gelegten Körpers Figur 9 - Technische Nutzung horizontaler Komponenten der Feldstarke des Erdrotationsfeldes durch rotierende trage Masse und der Eigenbeschleunigung von trager Masse der Erhaltung des Zustandes stabiler Umlauf bewegung um die Erdachse mittels getrennter Meßbereiche und stabiler Lothaltung des Fuhrungskorpers einer Vertikalwaage φ - geographischer Breitengrad, Winkelabstand der Standebene der Waage in bezug der Hauptdrehstelle 0' des Fuhrungskorpers der Massentrennwaage und des Gravitationszentrum in der Mitte des Erdkorpers in der Mitte des Erdaquators

Rg - Abstand des Ortes der Hauptdrehstelle des Fuhrungskorper von der Erdmitte, betragt für eine ideal kugelförmig gedachte Normaloberflache R^ = 6371222 m

R - Abstand des Ortes der Hauptdrehstelle von der Mitte des täglichen Umlaufkreises e Feldstarke des Erdgravitationsfeldes in der Richtung des kürzesten Abstandes R-j zum

Kraftzentrum der Erhaltung der allgemeinen Massengravitation schwerer Masse, Normalfeldstarke [S1 des Erdgravitationsfeldes für einen beliebigen Ort auf einer ideal kugelförmig gedachten Normaloberflache durch die von Kugelflache umschlossene Erdmasse M^des Erdkorpers von 5,97 1024 kg und durch die Naturkonstante γ allgemeiner Massenanziehung 6,67310"" m3kg 1s2 durch das Erfahrungsgesetz der allgemeinen Gravitation von I NEWTON (1643-1727) grz =-r-^JL-2- y E ≡ -9,814089 m/s2 ωE - Naturkonstanten der Erhaltung des Erdrotationsfeldes und der allgemeinen Rotation von trager Masse im Erdrotationsfeld bezuglich der konstanten Zeitdauer dE einer Erdrotationsperiode von 1 Sterntag von d = 86164,1s Normalsekunde der Weitzeit ö)E = — = 72,921150- 10 s" Drehfrequenzkonstante trager Masse je Erdnormalsekunde dΕ.

9 ir ÜJE = ( — ) = 5,317494 10" s~ Feldkonstante der Erhaltung des Erdrotationsfeldes und

*E

Erhaltungskonstante allgemeiner Massenrotation trager Masse

e Feldstarke des Erdrotationsfeldes'51 in der Richtung des kürzesten (radialen) Abstandes Ä zum Kraftzentrum der Erhaltung der allgemeinen Massenrotation trager Masse bezuglich einer kugelförmigen Normalerdoberflache gω (φ) = ωE 2 - (-REcosφ) z B für φ = 54, 08° des Umlaufkreises gω (54, 08°) = -0,019875 m/ s2 gωp - Horizontal komponente der meπdionalen Feldstarke des Erdrotationsfeldes am Standort der Waage in der Richtung des geographischen Langengrades zu den Erdpolen und des astronomischen Meridians zur raumfesten Weltachse gω P (φ) = ω - (-REcosφ)- siaφ z B für φ = 54, 08° des Umlaufkreises gω p (54,08°) = -0,0160957 m / s2 (Von der Mechanik als "Zentπpetal"beschleunιgung beschrieben ) g∞ F - Eigenbeschleunigung des Massenpunktes der tragen Masse der Korper, erhalt den stabilen Zustand der Rotation trager Masse durch eine gleichgroße Gegenbeschleunigung gegen die horizontale meridionale Feldstarke in horizontaler meπdionaler Richtung zum Erdaquator als mittlere Gleichgewichtsebene der taglichen Erdrotation und zum Himmelsaquator der taglichen scheinbaren Bewegung der Gestirne durch den

24-Stunden-Sterntageskreιs gω v (φ) =: a) E - (-R E C0S'P -(-smφ) z B für 9> = 54, 08°des Umlaufkreises gω F (54,08°) = +0,0160957 m / s2 (Von der Mechanik als -Zentπfugal"beschleunιgung beschπeben ) Figur 10 Anordnung zur physikalischen Trennung von träger Masse vermittels Kippung der Drehebene des Führungskörpers in die Horizontebene zwecks ausschließlicher Nutzung der Wirkung der Wechselwirkung von träger Masse und Erdrotationsfeld

LR Lagerrahmen für die äußeren Preßsitzlager und Führungslager D1 , D2

MBH Meßbehälter auf der Hebellagerseite der Hauptdrehachse für die Aufnahme der Stoffmenge beim ersten Meßgang des Meßverfahrens

MBK Meßbehälter auf der Beschwerungskörperseite für die Aufnahme der Stoffmenge beim zweiten Meßgang des Meßverfahrens

DKl elastischer oberer Führungskörper

DK2 elastischer unterer Führungskörper b - Lagermittenabstand der inneren Preßsitzlager und inneren Führungslager D3 und D4

0 des Führungskörpers vertikaler oberer Präzessions- und Drehwinkel des vorderen beweglichen Lagers vertikaler unterer Präzessions- Drehwinkel des hinteren beweglichen Lagers: vertikaler Präzessionswinkel des Führungskörpers ε periodischer Öffnungswinkel der horizontalen Drehschwingung des Führungskörpers

Figur 11 - Regulierung der Längung der elastischen Lagerkörper und Konstanthaltung der Länge der Lagerkörper sowie Stabilhaltung der Hauptdrehachse mittels einer im Lagerrahmen angeordneten Ausgleichsvorrichtung für die Längung sowie einer Spannkraftsteuerung für die Erhaltung einer konstanten Zugspannung im Drehachsensystem

LR - Lagerrahmen

MBK - Meßbehälter für die Aufnahme der Stoffmenge beim ersten Meßgang des Meßverfahrens MBG - Meßbehälter für die Aufnahme der Stoffmenge beim zweiten Meßgang des Meßverfahrens ÜB - Unterbau

DKl, DK2 - oberer und unterer elastischer Führungskörper D1,D2 - oberes und unteres starres Führungslager BK - Beschwerungsköφer

0' - vertikal Hauptdrehachse SG - Spannglied, Aufwickelrolle für den unteren elastischen Führungskörper, dient der

Erhaltung und Regelung der Zugspannung, sowie als Höhenregler für das Drehniveau durch Vergrößern oder Verkleinern der im inneren Rahmenteil frei beweglichen Länge des unteren Führungskörpers

Was ist der Unterschied zwischen träge und schwere Masse?

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen der trägen und der schweren Masse. Die träge Masse ist ein Maß dafür, wie sehr sich ein Körper einer Bewegungsänderung widersetzt, die schwere Masse gibt an, wie schwer oder leicht ein Körper ist.

Warum sind träge und schwere Masse gleich?

Aus der Tatsache, daß alle Körper dieselbe Fallbeschleunigung erfahren, kann also gefolgert werden, daß träge und schwere Masse einander proportional sind. Da wir bisher nur die Einheit der trägen Masse definiert haben, können wir die Proportionalitätskonstante ebenfalls gleich eins setzen.

Wann ist eine Masse träge?

Zwei Körper haben die gleiche (träge) Masse, wenn die Körper durch eine gleiche Kraft gleich beschleunigt werden. Die Einheit der trägen Masse ist das Kilogramm. Träge und schwere Masse stimmen überein.

Was ist der Unterschied zwischen der Masse und der Gewichtskraft?

Zwischen Gewicht (genauer gesagt Gewichtskraft) und Masse besteht ein entscheidender Unterschied: Die Masse eines Körpers ist überall gleich, das Gewicht nicht. Das Gewicht beschreibt, wie stark ein Körper durch die Gravitation (Erdanziehung) nach unten gezogen wird.