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Waage zum automatischen Ermitteln des Gewichtes von
Lasten mit Eigenbewegungen
Die Erfindung befasst sich mit einer Waage zum automatischen Ermitteln des Gewichtes von Lasten mit Eigenbewegungen, wobei diese Waage einen Messkopf nach dem Rollenpendelsystem aufweist und mit einer, mit dem Wiegesystem verbundenen Dämpfungseinrichtung ausgerüstet ist und in zwei Richtungen beaufschlagte Gelenkstellen praktisch spielfrei ausgebildet sind sowie eine Zahnstangenubertragung für
Anzeigebewegungen auf eine Zeigerwelle besitzt, wobei die Zahnstange von einer Feder in die Eingriffs- lage gedrängt wird. Als Lasten mit Eigenbewegungen, insbesondere unkontrollierbaren Eigenbewegungen, kommen insbesondere lebende Tiere in Frage.
Bei Waagen ist schon bekanntgeworden, die Zahnstange, welche die gewichtsproportionale Bewegung des Wiegesystems auf ein Ritzel überträgt, das die Anzeige bewirkt, diese Zahnstange mit Hilfe einer Feder gegen dieses Ritzel so anzudrücken, dass ein fortwährender Eingriff zwischen Zahnstange und Ritzel gesichert ist. Diese Konstruktion verhindert aber nicht, dass bei Lasten mit Eigenbewegungen praktisch unablesbare Zeigerbewegungen entstehen.
Ausserdem ist es bekanntgeworden, die Dämpfungseinrichtung an das Wiegesystem spielfrei anzuschliessen. Dadurch erreicht man, dass zu jeder Zeigerbewegung eine genau reproduzierbare Dämpfung des Dämpfungssystems gehört. Mit diesem System ist es jedoch nicht möglich, Störschwingungen und solche Schwingungen voneinander zu trennen, die entstehen, wenn das System einschwingt. Um die Gelenkstellen spielfrei zu machen, ist es insbesondere bekanntgeworden, dazu Kugellager zu verwenden.
Handelswaagen sind in ihrer Bauart für das Verwiegen von toten Lasten vorgesehen. Bei den automatischen Waagen, bei denen sich das Anzeigesystem automatisch auf eine dem zu wiegenden Gut entsprechende Gleichgewichtslage (Einspiellage) einstellt, steht bei unbeweglicher Last und unbeweglicher Umgebung der Waage der anzeigende Teil des Anzeigesystems, z. B. der gewichtsanzeigende Zeiger ruhig in dieser Eipspiellage. Der angezeigte Gewichtswert kann deshalb in diesem Falle ohne Schwierigkeit genau und eindeutig abgelesen und auch mittels einer Registriereinrichtung, z. B. in Form eines Druckapparates, abgegriffen werden.
Um eine Falschregistrierung zu vermeiden, die bei einem Tätigwerden des Registrierapparates während der Zeigerschwingungen möglich wäre, hat man Sicherungen in Form von sogenannten Drucksperren geschaffen, die den Gewichtsabdruck nur dann zulassen, wenn der Zeiger mindestens kurzzeitig unbeweglich und damit in der richtigen Einspiellage steht. Bei einem motorisch angetriebenen Druckapparat kann der Druckauslöser schon vorbereitend eingestellt werden, solange die Waage noch nicht zur Ruhe gekommen ist. Erst wenn die Drucksperre das Erreichen der Einspiellage der Waage feststellt, läuft der Registriervorgang automatisch ab.
Wenn jedoch das Wiegegut nicht tot, sondern unkontrollierbar beweglich ist, wie bei lebenden Tieren, kann mit den beschriebenen Waagen und Druckapparaten kein einwandfreies Ergebnis erzielt werden. Infolge der Bewegungen der Tiere treten Massenkräfte auf, die zusätzlich zu dem Gewicht der Tiere das Anzeigesystem beeinflussen. Der Zeiger schwingt dabei entsprechend den Bewegungen des Tieres um die theoretische Sollanzeige (Ruhegewicht des Tieres). Ein genaues Gewicht ist nicht eindeutig ablesbar und auch die automatische Gewichtsregistrierung ist trotz Drucksperre fast unmöglich, da ein solcher Druck
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nur freigegeben wird, wenn das Tier zufällig für eine gewisse Zeit stillsteht, was aber oft erst nach praktisch nicht zumutbare Wartezeit eintritt.
Zur Abhilfe hiegegen wurde zunächst vorgesehen, während des Wiegevorganges die Dämpfungseinrichtung der Waage langsam im Sinne einer Verstärkung der Dämpfung zu verstellen, um damit die Amplitude der von den Bewegungen der Last herrührenden Störschwingungen des Zeigers zu verkleinern. Die Dämpfungsverstärkung wurde dabei schliesslich so weit getrieben, dass die Waage in ihrer Beweglichkeit praktisch blockiert war, der Zeiger also praktisch überhaupt keine Störschwingungen mehr ausführen konnte. Dabei wurde angenommen, dass der nunmehr ruhende Zeiger das Ruhegewicht des lebenden Tieres angebe. Obwohl es eine theoretische Begründung für diese Tatsache nicht gibt, werden-von Ausnahmen abgesehen - verhältnismässig gut reproduzierbare Gewichtswerte abgelesen und registriert.
Bei einer vorbekannten Abwandlung dieser Art der Dämpfungsverstärkung wird der Dämpfer nicht von Hand, sondern von einem kontinuierlich und stetig auf den Dämpfer einwirkenden Motor bis zum Blockieren innerhalb einer kurzen Zeit, z. B. innerhalb von 10 sec verstellt. Das Einschalten dieses Motors erfolgt von Hand, sobald das Tier auf der Waage steht. Am Ende der Dämpfungsverstärkung, also bei blokkiertem Dämpfer, wird der Gewichtsdruck automatisch ausgelöst, wieder in der Annahme, dass der blokkierte Zeiger das richtige Gewicht anzeige.
Bei einer ebenfalls bekannten motorischen Verstellung des Dämpfers im Sinne einer Dämpfungsverstärkung wirkt der Motor nur in kleinen unregelmässigen Intervallen auf den Dämpfer, u. zw. nach Massgabe des Rhythmus der Tierbewegung mit Hilfe einer photoelektrischen Schaltung, welche die Kommandos für das Wirksamwerden des Motors für die Dauer eines Intervalles gibt. Am Ende der Dämpfungsverstärkung wird auch hier der Druckapparat automatisch freigegeben und der Druck ausgelöst. Sollte jedoch das Tier kurzzeitig vor Beendigung dieser Dämpfungsverstärkung ruhig stehen, so erkennt dies die Schaltung der Sicherheitsdrucksperre sofort und löst den Gewichtsdruck vorzeitig aus, unabhängig davon, wie weit die Dämpfungsverstärkung gelangt ist.
Auf diese Weise werden ebenfalls gute und relativ sichere Gewichtswert ermittelt, u. zw. in einer gegenüber der kontinuierlichen motorischen Dämpfungsverstärkung durchschnittlich wesentlich kürzeren Zeit. Es zeigt sich nämlich, dass die Tiere sehr oft innerhalb der normalen Periode der Dämpfungsverstärkung zwischendurch einmal genügend lange ruhig stehen, um als ruhende Last zu wirken und die Druckfreigabe zuzulassen.
Alle diese Drucksperrensicherungen haben den Nachteil eines erheblichen technischenAufwandes und eines verhältnismässig grossen Zeitbedarfes für einen. Tiegevorgang. Ausserdem ist aber zu beachten, dass die Richtigkeit der Gewichtsablesung oder des Gewichtsdruckes nicht vollkommen gewährleistet ist.
Nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis wirken sich die Störschwingungen auf das Anzeigesystem der für registrierende Waagen mit Vorliebe verwendeten Bauart (Messkopf nach dem Rollenpendelsystem) dahin aus, dass sie nicht symmetrisch zur Soll-Anzeige bei ruhender Last liegen. Der Symmetriepunkt der Störschwingungen liegt oftmals mehrere Teilstriche neben dem Sollgewichtspunkt im Falle der ruhig stehenden Last.
Diese Erscheinung des Aufschaukeln erschwert ganz besonders die richtige Gewichtsfindung, denn bei der Dämpfungsverstärkung von Hand oder mit kontinuierlich wirkendem Motor blockiert man den Zeiger leicht in einer falschen Zeigerendstellung, während bei der Dämpfungsverstärkung nach Massgabe der von den Tierbewegungen abgeleiteten Impulse der Zeiger bei einer vor- übergehenden Ruhigstellung des Tieres erst von der Zeigerstellung"Bewegung"in die Zeigerstellung"Ruhe"wandern muss und während dieser Bewegung die Sicherheitsdrucksperre den Druck verbietet. Bevor der Zeiger aber in die Zeigerstellung der"Ruhe"kommt, bewegt sich manchmal das Tier schon wieder und der Gewichtsdruck kann aus diesem Grunde nicht stattfinden. Die Zahl der vor Beendigung der Dämpfungsverstärkung eintretenden Abdrücke wird dadurch verringert.
Die Erfindung geht daher von der Überlegung aus, dass eine Bauart zu entwickeln sei, bei der das Anzeigesystem unter dem Einfluss der Störschwingungen bei unveränderlicher Dämpfereinstellung genau sym- metrisch zur Soll-Anzeige bei ruhender Last schwingt. Dadurch lassen sich genau so gut wie beim Verwiegen von ruhender Last beim Ablesen richtige Mittelwerte bilden. Bei Waagen mit automatischem Registrierapparat ist nach der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis ausserdem dafür zu sorgen, dass die Amplituden der Störschwingungen möglichst so klein gehalten werden, dass sie in dem von der Eichbehörde für den Abdruck erlaubten Gewichtstoleranz-Bereich liegen.
Bei Beachtung dieser Überlegungen ist Gewähr dafür gegeben, dass bei der geringsten Bewegungspause der Zeiger sofort in die Soll-Lage geht bzw. in den erlaubten Toleranz-Bereich gelangt und die Sicherheitsdrucksperre den Gewichtsdruck sofort freigibt. Die Erfahrung zeigt, dass Tiere auch bei starker Unruhe fast regelmässig in Intervallen von 1 bis 2 sec während des Wiegens kurzzeitig ruhig stehen.
Zur Verwertung dieser Erkenntnisse ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass bei einer federndenAn-
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kupplung desAnzeigesystems an das Wiegesystem eine Bügelfeder verwendet ist, deren Richtkraft so klein ist, dass sie bei Schwingungen, wie sie beim Einschwingen der Waage auftreten, an Anschlägen anliegt, die fest mit dem proportional zum Gewicht sich bewegenden Anzeigesystem verbunden sind, deren Richt- kraft aber so gross ist, dass sie bei Störschwingungen nicht an diesen Anschlägen anliegt ; dadurch erreicht man, dass die Störschwingungen nicht auf die Anzeige übertragen werden und dass nach dem Einschwin- gen der Gewichtsdruck sofort erfolgen kann.
Um die Zeigerruhe besonders wirksam zu erzwingen, empfiehlt sich eine zusätzliche, etwa beim
Erreichen des Bereiches der Einspiellage wirksam werdende Dämpfung am Anzeigesystem. Dabei kann vorgesehen werden, dass diese Dämpfung in Abhängigkeit von einem bei Aufbringung der Last in Gang gesetzten Zeitverzögerungselement oder durch ein Organ ausgelöst wird, das auf ein Unterschreiten einer bestimmten Zeigergeschwindigkeit anspricht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Darin zeigen : Fig. 1 das aufgeschnittene Gehäuse des Wiegehebelwerkes einer Lebendviehwaage, wobei die Übertragungsorgane zur nicht gezeichneten Wiegebrücke weggelassen sind, Fig. 2 die wesentlichen
Teile des im Messkopf untergebrachten Wiege- und Anzeigesystems.
Innerhalb des Sockelgehäuses 11 ist das in üblicher Weise aufgebaute Wiegehebelwerk 12 unterge- bracht, auf das die von der nicht gezeichneten Wiegebrücke her übertragene Last L an einer Zugstange
13 wirkt und von dem aus der Lastzug über eine Zugstange 14 auf den im Messkopf 15 enthaltenen Teil des Wiegesystems übertragen wird.
Am einen Ende des einen Hebels des Wiegehebelwerkes 12 ist ein in einem z. B. mit Öl gefüllten
Dämpfungszylinder 16 verstellbarer Dämpfungskolben 17 über eine Kolbenstange 18 und ein Kugellager
19 angelenkt. Der Kolbenzylinder ist möglichst starr mit dem Waagensockel über eine kräftige Konsole
20 verbunden. Durch das Kugellager 19 wird eine praktisch spielfreie Anlenkung des Kolbens 17, 18 an den einen Wiegehebel des Wiegehebelsystems 12 gewährleistet. Auch an andern Gelenken, die in beiden
Richtungen beaufschlagt werden, ist-wie weiter unten gezeigt wird-eine spielfreie Anlenkung mit Hilfe von Kugellagern vorgesehen, wo bisher durchweg eine Spitzenlagerung oder nur eine einfache Zapfenlagerung üblich war.
Innerhalb des Messkopfes 15 sind gemäss Fi"2 am festen Gestell über Tragbänder 21 Neigungspendel üblicher Gestalt aufgehängt, wobei diese Bänder 21 an Kreissektoren 22 angeschlossen sind. Über an weitere Kreissektoren 23 angeschlossene Zugbänder 24 wirkt die über die Zugstange 14 eingeleitete Lastkraft im Sinne eines seitlichen Ausschlagen und eines Hochsteigens von Neigungspendelgewichten 25, welche ihrerseits durch ein Paar von Traversen 26 an ihrem Schwenkpunkt in gleichbleibendem Abstand gehalten werden. Diese Traversen 26 sind über Kugellager 27 an die Neigungspendel angeschlossen. An dem mit zunehmender Last hochsteigenden Traversenpaar 26 ist ebenfalls über Kugellager 28 ein Tragblock 29 für eine Zahnstange 30 schwenkbar gelagert.
Für die Halterung der Zahnstange 30 ist auf der Oberseite des Tragblockes 29 eine Bügelfeder 31 mit ihrem einen Schenkel befestigt, während sie an dem längeren andern Schenkel das Ende der abwärts gerichteten Zahnstange trägt.
Bei dieser Halterung der Zahnstange und der kippbaren Lagerung des Tragblockes 29 kippt die Zahnstange durch ihr Eigengewicht bereits in die Eingriffslage, könnte aber bei raschen Störschwingungen ausser Eingriff gelangen, so dass die Anzeige im Bereich der Einspiellage bei solchen Störschwingungen ungesteuert wäre. Um hier abzuhelfen, ist noch eine zusätzliche Feder 32 vorgesehen, welche an einer Nase 26a der Traversen 26 angehängt ist und mit dem andern Ende an der Zahnstange 30 angreift.
Die Zahnstangenhaltefeder 31 ist so weich ausgebildet, dass bei den durch das Einschwingen der Waage beim Aufbringen der Last eintretenden Ausschlägen und bei Störschwingungen dieser Grössenordnung die Feder sich bis zum Anliegen an Anschlägen 33 ausbiegt, so dass von diesem Anliegen ab eine starre Verbindung zwischen der Zahnstange 30 und den Traversen 26 hergestellt ist, da die Anschläge 33 gegebenenfalls über Tragbügel 34 an diese Traversen 26 angeschlossen sind.
Die Zahnstange 30 wirkt auf ein Ritzel 35, das auf der Welle des Zeigers 36 sitzt. Die Zeigerskala ist bei 37 angedeutet.
Ebenfalls auf der Welle des Zeigers 36 ist eine als Merkmalsträger für den angeschlossenen Registrierapparat dienende Aluminiumscheibe 38 vorgesehen. Diese Scheibe kann gleichzeitig den Teil einer bei 39 angedeuteten Wirbelstrombremse bilden. Diese ist so angeschaltet, dass sie erst durch den gleichen Schaltvorgang erregt wird, mit der auch die Druckfreigabe im Augenblick des Erreichens des Bereiches der Einspiellage des Zeigers im Druckapparat ausgelöst wird.
Der Druckapparat selbst ist nicht gezeichnet, da er in der üblichen Weise gestaltet und angeschlossen ist.
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Durch die Wahl eines praktisch spielfreien Kugellagers 19 für die Anlenkung des Dämpfers 16-18 an das Wiegehebelwerk 12 ist der Dämpfer bei Störschwingungen in beiden Bewegungsrichtungen genau gleich wirksam, während beim bisherigen Anlenken mit Spiel der Dämpferkolben bei der Aufwärtsbewe- gung aus der Ruhe heraus sofort mitgenommen wird, bei der Abwärtsbewegung jedoch erst nach Überwin- j dung des Spieles bewegt werden kann. Diese Unsymmetrie ist einer der Hauptgründe für das"Aufschau- kelnt der Waage im Sinne einer Verlegung des Symmetriepunktes der Schwingungen aus der Soll-Ge- wichtslage heraus. Im Sinne eines noch sichereren Vermeidens dieser Unsymmetrie sind die spielfreien
Anlenkungen mit Hilfe von Kugellagern an den Stellen 27 und 29 vorgesehen.
Da die auf der Zeigerwelle sitzenden Massen des Zeigers und der Registrierscheibe relativ gross sind, wirkt sich die besonders weiche federnde Ankopplung der Zahnstange 30 an die Traversen 26 dahin aus, dass die Störschwingungen, die von der Bewegung der schon aufgebrachten Last herrühren, innerhalb der
Federung aufgefangen und praktisch nicht auf die Zeigerwelle übertragen werden. Erst bei Schwingungen
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ten, liegt der die weiche Federung bedingende lange Schenkel der Bügelfeder 31 an einem der Anschläge 33 an, so dass die federnde Übertragung nur noch durch das kurze Bogenstück der Feder bewirkt wird und von diesem Anliegen ab relativ hart ist und bei solchen Ausschlägen die Zeigerwelle mit harter Federung mitnimmt.
An Stelle der beschriebenen Wirbelstromd ämpfung im Anzeigesystem kann auch jede andere Dämpfung verwendet werden, wenn sie nur so eingeschaltet ist, dass sie erst von dem Augenblick der Druckfreigabe im Druckapparat wirksam wird.
Das Ansprechen dieser Druckfreigabe wird innerhalb der zweckmässig photoelektrisch zu gestaltenden Drucksperre am besten so eingestellt, dass sie bei einer Störschwingungsamplitude von plus/minus einem halben bis plus/minus einem Teilstrich erfolgt. Es ist sogar bei dieser Anordnung zweckmässig, diese Einstellung so vorzunehmen, dass ihre obere Grenze mit der eichgesetzlich für die Freigabe des Druckes erlaubten Toleranz (nach dem deutschen Eichgesetz ein Teilstrich) zusammenfällt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Waage zum automatischen Ermitteln des Gewichtes von Lasten mit Eigenbewegungen. wobei diese Waage einen Messkopf nach dem Rollenpendels} - 3m aufweist und mit einer, mit dem Wiegesystem verbundenen Dämpfungseinrichtung ausgerüstet ist und in zwei Richtungen beaufschlagte Gelenkstellen praktisch spielfrei ausgebildet sind sowie eine Zahnstangenübertragung für Anzeigebewegung auf eine
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gekennzeichnet, dass bei einer federnden Ankupplung des Anzeigesystems an das Wiegesystem eine Bügelfeder (31) verwendet ist, deren Richtkraft so klein ist, dass sie bei Schwingungen, wie sie beim Einschwingen der Waage auftreten, an Anschlägen (33) anliegt, die fest mit dem proportional zum Gewicht sich bewegenden Anzeigesystem verbunden sind, deren Richtkraft aber so gross ist,
dass sie bei Störschwingungen nicht an diesen Anschlägen (33) anliegt.