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Hebelwaage.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt schematisch, wie sich Schwerpunkt und Angriffspunkt bei der Lageveränderung des Drehgewichtes verschieben, Fig. 2 zeigt in Parallelprojekten den Waagebalken der Hebelwaage mit Drehgewicht sowie den zugehörigen Verschiebemechanismus.
Fig. 3-10 zeigen Ausführungsbeispiele von Drehgewichten sowie deren Schwerpunkteinstellvorrichtungen, Fig. 11 und 12 zeigen Aufriss und Seitenriss einer Einrichtung zur Drehgewichtsverschiebung mit Feineinstellung, Fig. 13 und 14 zeigen in Aufriss und Grundriss mit teilweisem Schnitt die Rückstelleinrichtung des Mitnehmers, Fig. 15 zeigt die Wirkungsweise der Rückstellfedern, Fig. 16 und 17 zeigen das zweite Lager der Verschiebestange im Schnitt, Fig. 18 und 19 zeigen das eine Lager des Drehgewichtes in Seiten-und Aufriss, Fig. 20 zeigt eine besondere Ausführung bei der sich der Mitnehmer kreisförmig bewegt.
Die Arbeitsweise des Drehgewichtes ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Es bedeutet 1 die Drehachse eines Drehgewichtes 2 ; 3 ist der Schwerpunkt desselben und 4 ist der Angriffspunkt eines Mitnehmers 5 am Gewicht 2. Aus Fig. 1 geht hervor, dass der Abstand des Schwerpunktes 3 und damit der Hebelarm des Gewichtes 2 bezüglich der Drehachse des Waagebalkens sich proportional mit der Verschiebung des Mitnehmers ändert.
Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer gebräuchlichen Analysenwaage. Der Waagebalken 6 ist mit seiner Mittelschneide 7 auf dem Lager 8 in an sich bekannter Weise gelagert. Der Träger des Auflagers 8 sowie die Arretierung des Balkens 6 ist wie bei den üblichen Waagen und ist nicht gezeichnet.
Ebenso sind die auf den Endschneiden 9 und 10 befindlichen Gehänge und Schalen nicht gezeichnet.
Auf dem Balken 6 ist in den Spitzen 11 und 12 drehbar um die Achse 1 das Drehgewicht gelagert.
Das abgebogene Ende 13 des Gewichtes ragt mit Spiel in einen Schlitz 14 des Mitnehmers 15, der auf dem Schieber 16 mit der Schraube 17 befestigt ist. Der Mitnehmer 15 ist erfindungsgemäss genau in die Höhe der Mittelachse des Waagebalkens eingestellt. Mit der Schraube 17 ist auch die Stange 18 im Schieber 16 befestigt, sie ragt durch das Lager 19 in der Wand 20 des Gehäuses nach aussen, wo sie in einem Kopf 21 endet. Der Schieber 16 trägt vorn die Einteilung 22und ruht auf dem Fuss 23 des Hebels 24, der um die Schraube 25 drehbar auf dem Träger 26 befestigt ist. Der Träger 26 ist an der Decke des Gehäuses oder an der Säule der Waage befestigt. Mit der Schraube 27 ist eine Blattfeder 28 auf dem Hebel 24 befestigt. Ein Ansatz der Schraube 27 ragt in eine Aussparung des Trägers 26 (s.
Fig. 14 und 15) zwischen zwei Schrauben 29 und 30 im Träger 26, die den Ausschlag des Hebels 24 begrenzen. Die beiden Enden 81 und 32 der Feder 28 halten den Hebel 24 in übereinstimmender Lage mit dem Träger 26. Die andein beiden Enden 33 und 34 der Feder 28 drücken leicht gegen den Schieber 16. Ihre Spannung wird dadurch geregelt, dass man die Schraube 27 leicht löst, die Feder, die um die Schraube ein ovales Loch 52 hat, nach unten schiebt und die Schraube wieder anzieht. Die Feder 28 ist durch zwei umgebogene Lappen 53 und 54 am Hebel 24 gegen Verdrehung gesichert.
Wird nun die Stange 18- und mit ihr der Schieber 16 verschoben, so dreht sich infolge der durch die Federenden 33 und 34 bewirkten Reibung zwischen Schieber 16 und Fuss 23 der Hebel 24 um die Schraube 25 bis zum Anschlag der Schraube 27 an eine der Stellschrauben 29 oder 30 (Fig. 14 und 15). Dadurch wird aber eines der Federenden 32 oder 31 gespannt. Wird nun die Stange 18 weiter verschoben, so gleitet der Schieber 16 auf dem Fuss 23, wobei das Drehgewicht vom Mitnehmer 15 gedreht wird. Gibt man die Stange 18 frei, so drückt das gespannte Ende 81 bzw. 32 der Feder 28 den Hebel 24 in die Mittellage zurück.
Der Anschlag des Hebels 24 wird durch die Regulierschraube 29 und 30 so reguliert, dass nach dem Zurückfedern des Mitnehmers das umgebogene Ende 13 des Drehgewichtes genau in die Mitte des Schlitzes 14 zu liegen kommt. An der Marke 35 kann dann die Stellung der Einteilung und somit des Gewichtes abgelesen werden. Das Ende 13 des Gewichtes ist gebogen ; da beim Schwingen des Balkens 6 in den Endstellungen des Gewichtes jeder Punkt des Stückes 13 Kreisbogen beschieibt, so würde ein Fehler entstehen, wenn bei schiefer Stellung des Balkens das Drehgewicht verschoben wäre.
Doch ist dieser Fehler sehr gering ; für normale Balkenlänge von zirka 150 mm und 30 maximalem Schwingungswinkel des Balkens und bei 60-90 Winkel des Drehgewichtes beträgt die maximale Abweichung von der Geraden 0'08-0-1 mnm. Das wäre also nur zirka 1/10 der letzten abgelesenen Einheit. Wird der Zeiger aber, wie bemerkt, abgebogen, so verkleiner sich der Fehler, so dass er für alle Fälle weit ausser Betracht fällt. Die passende Grösse des Spiels des Stückes 13 im Schlitz 14 wird für eine gewöhnliche Analysenwaage mit 2x0-1= 0-2 mm sehr gut.
Die Lagerung des Drehgewichtes zeigen Fig. 18 und 19. Die Achse 1 des Gewichtes sitzt mit der
Spitze 12 im Mittelschneidenhalter 36, mit der Spitze 11 aber in der Feder 37, welche mit dem aufgelegten Plättchen 38 verstärkt ist und mit den vier Schrauben 39, 40, 41, 42 allseitig verstellbar am Balken 6 gelagert ist. Durch diese Lagerung ist die Drehachse in der Richtung der x-und y-Achse (Fig. 2) sehr gut fixiert, durch ihren Druck auf die Drehachse bewirkt die leichte Feder 37 einen sehr gleichmässigen Gang. Würde man eine ungefederte Lagerung verwenden, so käme nach der kleinsten Abnutzung der Zeiger ins Schlottern. Für die meisten Fälle ist diese Lagerung sehr gut, während für besondere Ausführungen, z. B. für Mikiowaagen, die Lagerung in Uhrsteinen in Frage kommen kann.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schwerpunkts-Einstellvorrichtung. Auf den hintern Teil 43 des Gewichtes ist eine Büchse 44 geschraubt ; zur Grobeinstellung befindet sich in derselben hinten eine Einstellschraube 45. Büchse 44 und Schraube 45 verschieben den Schwerpunkt in der Längs-
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richtung des Gewichtes, um dem Gewicht den der Einteilung entsprechenden Wert zu geben. Auf der Büchse 44 sitzt auch ein geschlitzter Ring 46, der in Fig. 4 besonders gezeichnet ist. Durch Drehung
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gemäss Fig. 1 proportional verschiebt. Dasselbe ist natürlich auch durch entsprechendes Biegen des Zeigers zu erreichen.
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Einstelleinrichtung, nur sind Schraube 45 und Ring 46 ins Innere der Büchse 44 gelegt, so dass sie nur mit besonderen Werkzeugen bewegt werden können, um so eine zufällige Veränderung des Gewiehtswertes zu verhindern und eine willkürlich zu erschweren.
Fig. 6 zeigt an Stelle des geschlitzten Ringes eine Schraube 47, die dasselbe bewirkt. Fig. 7 und 8 zeigen Seitenansicht und Grundriss eines Drehgewichtes für einen ganz leichten Balken, z. B. einer Mikiowaage. Der hintere Teil 48 bildet das Gegengewicht, wobei das weiche Ende 49 desselben gebogen wird, wie in der Zeichnung angedeutet, um den Schwerpunkt in die gewünschte Lage zu bringen.
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achse. In die vorerwähnte Ebene wird der Schwerpunkt durch Drehung der Schraube 49 gebracht, während der Gewichtswert durch die Schraube 50 eingestellt wird. Der Angriffspunkt ist eine kleine Kugel 51, die in die Ausnehmung des Mitnehmers 15 reicht.
Beim Schwingen des Waagebalkens um seine Mittelsehneide 7, Richtung der y-Achse (Fig. 2), beschreibt eventuell in jeder Lage des Drehgewichtes 2 (Fig. 9 und 10) die Kugel 51 einen Kreis der in einer a ;-s-Ebene liegt. Die inneren Flächen des Mitnehmers li aber sind ebenfalls x-z-Ebenen, weshalb der Eingriff in jeder Lage des Waagebalkens absolut genau ist.
Fig. 13 und 14 zeigen die Rückstellvorrichtung und die Verbindung des Schiebers 16 mit der Schiebestange 18. Der Schieber 16 ist ein Vierkantrohr, in welches das Rohr der Schiebestange 18 passt.
Die Schraube 55 sichert durch ihre Lage in der Nut der Führung 56 die Lage der mit der Führung fest verbundenen Schiebestange. Zugleich sichert die Schraube 55 auch die Lvge des Mitnehmers 15.
Das andere Ende der Schiebestange 18 ist in der Führung 19, Fig. 2, gelagert (Fig. 16 und 17).
Die Schiebestange 18 läuft auf vier Kugeln 57, 58, 59, 60, welche zwischen derselben und der Führung 19 liegen. In der Verschiebungsrichtung haben die Kugeln Spiel, wobei sie durch den Kugelkäfig am Umfange gleichmässig verteilt bleiben. Beim Verschieben der Stange 18 rollen die Kugeln erst in der Richtung der Bewegung mit, dann gleitet die Sehiebestange über die Kugeln hinweg, beim Loslassen der Schiebestange aber rollt die Schiebestange 18 auf den Kugeln bis zur Mittellage des Hebels 24 zurÜck.
Demzufolge müssen die Federenden 31, 32, 33, 34 sehr mässig gespannt sein, einerseits um die Reibung des Rückrollens zu ilberwinden, anderseits um die nötige Reibung zwischen dem Fuss des Hebels 24 und dem Schieber 16 zu erzeugen, damit die Federenden 31 7 und 32 gespannt werden können. Auch ist die gleitende Reibung durch die Kugeln auf die Länge viel geringer als in einem geschlossenen Lager. Die Stange 18 ist vermöge ihrer Befestigung im Schieber 16 drehbar, es können also keine diesbezüglichen Kräfte auf das ganze System ausgeübt werden. Die leichtgehaltene Bauart von Stange 18 und Schieber 16 einerseits, die
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die beste Reiterverschiebung.
Dabei stellen sich die Kosten nur wenig höher als die einer guten Reiterverschiebung.
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schoben werden. Eine Störung der Schwingungen ist beim raschen Verschieben kaum zu beobachten, berührt man jedoch einen Moment das Gewicht mit dem Mitnehmer, ohne zu verschieben (was durch leichtes Antupfen des Fingers auf den Knopf 21 geschieht), so wird die Schwingung sofort gedämpft.
Man hat also die Möglichkeit, zu starke Schwingungen des Balkens, die durch eine anfänglich grosse Gewichtsdifferenz hervorger@fen wurden, argenblicklich zu dämpfen, ohne die Waage zu arretieren.
Bei sehr kuizem Balken, z. B. dem einer Mikrowaage, der nur zirka 50 111m lang ist, wird ein entsprechendes Drehgewicht mit ungefähr gleich grosser Einteilung nötig. Da eine Verschicbrng von weniger als 0-5 mm für eine ungeübte Hand schwer sicher und schnell zu treffen ist, kann folgende Feineinstell-
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(Fig. 11 und 12) an einem Träger 61 eine Welle 62 mit einer Scheibe 63angebracht. Die Welle 62 hat eine Nut 64, die etwas schmäler ist als der Durchmesser der Schiebestange 18. Dieselbe befindet sich in geringer Entfonung lotrecht rnter der Schiebestange 18.
Eine Stiftschraube 65 verhütet das Herrnte@klappen der Welle, während der Bügel 66 das seitliche Herausdrehen verhindert. Ist nun durch direktes Verschieben der Stange 18 annähernd der richtige Wert erreicht, so wird die Scheibe 6. leicht nach oben gedrückt ; dadurch werden die Ränder der Eindrehung 64 mit der Stange 18 in Reibungseing$iff gebracht.
Wird dann die Scheibe 63 gedreht, so verschiebt sich die Stange 18 in ihrer Längsrichtung. Entfernt man die Hand von der Scheibe 63, so kommen die Ränder der Eindrehung 64 ausser Eingriff und durch
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zu bestimmen, vorausgesetzt, dass man das Spiel zwischen Mitnehmer und Gewicht entsprechend klein macht.
Fig. 20 zeigt eine besondere Anordnung bei der sich auch der Mitnehmer um eine Achse dreht.
Auch bei dieser Anordnung ist eine gleichmässige Teilung möglich. Der Mitnehmer 92 sitzt am gebogenen Arm 93 und beschreibt einen zur Drehgewichtsachse 1 konzentrischen Bogen. Abgelesen wird auf der Skala 96 am Fusse des Kastens, mit Hilfe eines durchsichtigen Zelluloidplättchens 97, das als Marke einen Kreis von zirka 1 mm Durchmesser hat. Das Verschieben ist bei dieser Anordnung sehr bequem und sicher, da der Weg des Hebels 104 sehr gross ist (200-250 mm) und die verschiebende Hand einen Stützpunkt hat.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hebelwaage mit einem am Waagebalken um eine vertikale Achse einstellbaren Drehgewicht, dessen Schwerpunkt ausserhalb seiner Drehachse liegt und dessen Einstellung durch einen Mitnehmer eifolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt des Mit. nehmers am Gewicht zwecks Vermeidung eines das Gleichgewicht des Waagebalkens störenden Drehmomentes während der ganzen Verschiebung in der Höhe der Drehachse des Waagebalkens liegt.