Federwaage.
Zum Messen von Kräften aller Art, spe ziell von Federkräften, werden Federwaagen mit eingebauten Zug-, Druck-oder Blattfedern verwendet.
In solchen Federwaagen wird z. B. die auf den Tasthebel ausgeiibte Kraft auf eine Skala iibertragen, von welcher ihre Grolle direkt abgelesen werden kann. Bei andern Federwaagen liegt der Tasthebel an einem Anschlag und die zu messende Kraft wird zum voraus an Hand einer Skala eingestellt. Die festzustellende bezw. die zu messende Kraft ist dann vorhanden, wenn sich der unter dem Einfluss dieser Kraft stehende Tasthebel vom Anschlag abzuheben beginnt. Federwaagen dieser Art haben den Nachteil, dass für eine Einstellung nur eine Kraft gemessen werden kann. Bei der Einstellung von Federn, z. B. Relaisfedern, kommt es oft vor, dass für die einzustellende Feder nicht ein absoluter Wert der Federkraft, des sog.
Federoder Kontaktdruckes, vorgeschrieben wird, sondern ein Maximal-und ein Minimalwert, zwischen denen die einzustellende Kraft liegen muB, so dass zwei Messungen vorzunehmen sind. Dies bedingt bei der zuletzt er- wähnten Art von Federwaagen eine zweimalige Einstellung. Liegen die vorgeschrie- benen lVlaximal-und Minimalwerte nahe beieinander, so kann eine mehrmalige Einstellung der Federwaage auf diese Werte not wendig werden, bis die einzustellende Feder den gewünschten Federdruck aufweist bezw. bis sich dieser innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen befindet.
Bei der zuerst erwähnten Art von Federwaagen, bei denen die auf den Tasthebel ausgeiibte Kraft auf eine Skala übertragen wird, ist insofern ein Nachteil vorhanden, als jede Messung eine Ablesung erfordert, der Blick also von der Tasthebelspitze auf die Skala gelenkt werden muss. Da nun die Ablesung in dem Moment zu erfolgen hat, in welchem die einzustellende Feder unter dem Druck des Tasthebels der Federwaage nachzugeben be ginnt, ergeben sich dadurch Schwierigkeiten, indem die Tasthebelspitze und die Skala nicht gleichzeitig überblickt werden können. so da. gewöhnlich eine mehrmalige Kontrolle jeder Messung zu erfolgen hat.
Die erwähnten Nachteile lassen sich mit der erfindungsgemässen F'ederwaage vermeiden.
Diese mit einem T'asthebel versehene Federwaage ist gekennzeichnet durch Mittel zum Einstellen von zwei gewünschten, auf den Tasthebel einwirkenden Federkräften und durch ein weiteres Mittel, durch dessen Betätigung der Einfluss einer der beiden Fe- derkräfte auf den Tasthebel aufgehoben wird.
Die Mittel zum Einstellen der Federkräfte können aus zwei unabhängigen Spannvorrichtungen bestehen, mit deren Hilfe zwei Federn, welche die auf den Tasthebel wirkenden Federkräfte erzeugen, gespannt werden.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Federwaage, das auf der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher beschrieben.
Mit 1 ist der Tasthebel bezeichnet, welcher mit dem Hebel 2 starr verbunden und im Punkte A drehbar gelagert ist. Zwei Zugfedern 3 und 4, die einzeln gespannt werden können, wirken über die Bügel 5 und 6 in den Lagern B und C auf den Hebel 2. Zur Verringerung der Reibung in den Lagern B und C sind die Bügel schneidenförmig ausgebildet. Die letzten paar Gänge der den Bü- geln 5 und 6 abgekehrten Enden der Federn 3 und 4 umfassen je eine Buchse 7 bezw. 8, deren Aussendurchmesser ungefähr gleich dem Innendurchmesser der Federn ist und deren den Bügeln zugekehrte Enden nach aussen gewölbt sind und auf diese Weise einen Sitz für die letzten paar Gänge jeder Feder ergeben.
Die Buchsen 7 und 8 ruhen je a. uf einer Gewindebuchse 9 und 10, deren den Bügeln zugekehrte Enden ebenfalls er weitert sind, um einen Sitz für die Buchsen 7 und 8 zu ergeben. Die Buchsen 7 und 8 sind um ihre Axe drehbar auf den Gewinde- buchsen 9 und 10 gelagert. Eine Verdrehung der Federn 3 und 4 wird auf diese Weise zwischen den Buchsen 7 und 9 bezw. 8 und 10 ausgeglichen und bewirkt daher keine Torsionsbeanspruchung der Federn, noch wird sie auf den Hebel 2 übertragen, wo sie in den Lagern A, B und C eine zusätzliche Reibung verursachen würde. Die Gewindebuchsen 9 und 10 ruhen auf den Gewindestangen 11 und 12, die mit den gordelschrauben 13 und 14, z.
B. in der gezeigten Weise mit Stiften. fest verbunden sind. Durch Drehen der Kor- delschrauben können die beiden Federn mehr oder weniger gespannt werden. Die Gewinde- buchsen 9 und 10 sind durch nicht gezeigte Mittel gegen Verdrehen geschützt. Mit den Gewindebuchsen 9 und 10 sind die Zeiger 15 und 16 verbunden, welche auf den Skalen 17 und 18 ein Mass für die gewünschten und eingestellten Federkräfte anzeigen. Welche Kräfte auf den Skalen tatsächlich angezeigt werden, wird weiter unten noch erläutert.
Die lose auf den Gewindestangen sitzenden $or- delschrauben 19 und 20 dienen in Zusammen- arbeit mit den fest auf den Gewindestangen sitzenden Gegenmuttern 21 und 22 zur Blockierung der Drehbewegung der Gewinde- stangen.
Mit 23 ist ein drehbar gelagerter Winkel- hebel bezeichnet, dessen durch Drücken des Druckknopfes 24 bewirkte Drehung im Uhr zeigersinn durch den Anschlagstift 25 begrenzt wird. Die Feder 26 dient der Rückstellung des Hebels bei entlastetem Druckknopf.
In der gezeichneten Lage des Hebels 23, das heisst bei gedrücktem Druckknopf, wird der Bügel 6 durch den Hebel 23 so unterstützt, dass der Hebel 2 von der im Punkt C angreifenden Kraft der Feder 4 entlastet wird.
Das Gehäuse 27 weist zwei nicht gezeigte Schlitze auf, in welchen sich die beiden Zeiger bewegen. Die Skalen 17 und 18 sind auf der Aussenseite des Gehäuses angebracht, z. B. eingraviert. Am Gehäuse starr befestigt ist der Anschlag 28, der so ausgebildet ist, dass der Tasthebel l in der Nähe seiner Spitze am Anschlag anliegt, bezw. dass die Tasthebelspitze in das Blickfeld der Anschlagstelle zu liegen kommt. Dadurch wird genaues Messen gewährleistet.
Die Arbeitsweise der Federwaage ist folgende : iFür eine einzustellende Feder seien der Maximal-und Minimaldruck, innerhalb welcher der gewünschte Federdruck liegen soll, gegeben. In der dargestellten Waage wird an Hand der Skala 17 der Maximaldruck eingestellt. An Hand der Skala 18 wird die Differenz zwischen Maximal-und Minimaldruck, also die Toleranz, eingestellt. Die Skalenangaben entsprechen dabei nicht etwa den tatsächlichen Zugkräften der Federn 3 und 4, sondern den auf den Eebelarm des Tast- hebels reduzierten Kräften, das heisst den Eräf- ten, die für die Einstellung der Feder tatschlich von Belang sind. Für eine Relaisfederwaage mögen die Zahlen auf den Skalen Gramm bedeuten.
Der Zeiger 15 sei z. B. wie gezeigt auf die Marke 30 (= 30 Gramm) eingestellt. Der Zeiger 16 sei auf die Marke 10 (= 10 Gramm) eingestellt. Der Maximaldruck beträgt für diesen Fall also 30 Gramm, der Differenz- druck 10 Gramm, der Minimaldruck also 20 Gramm. Für diese Einstellung herrscht Gleichgewicht, wenn bei nicht gedrücktem Knopf 24 an der Tasthebelspitze senkrecht zur T'asthebelachse in der Pfeilrichtung eine Kraft von 3010 = 20 Gramm (Minimaldruck) angreift. Bei gedrücktem Enopf 24 herrscht Gleichgewicht, wenn an der Tast hebelspitze eine Kraft von 30 Gramm (Maximaldruck) angreift.
Weist die einzustellende Feder einen solchen Druck auf, dass beim Messen mit nicht gedrücktem Enopf der Tasthebel vom Anschlag abgehoben wird, dagegen bei gedrücktem Knopf nicht abgehoben wird, so liegt der Federdruck zwischen den gewünschten Grenzen.
Es ist klar, dass die erfindungsgemässe Federwaage nicht auf das dargestellte Aus führungsbeispiel beschränkt ist.
Die Federwaage könnte so ausgebildet sein, dass die beiden Federkräfte bezüglich des Drehpunktes A auf der gleichen Seite des Hebels 2 angreifen. In diesem Falle wären an Hand der Skalen nicht der Maximal-und der Differenzdruck einzustellen, sondern der llTinimal-und der Differenzdruck. Die Messung bei nicht gedrücktem Enopf würde dann die Summe von Minimal-und Differenzdruck, also den Maximaldruck ergeben. Durch BetÏtigung des Druckknopfes würde der Einfluss des Differenzdruckes aufgehoben und diese Messung würde den Minimaldruck ergeben.
An Stelle von Zugfedern können auch Druckfedern oder eine Zug-und eine Druckfeder verwendet werden.
Je nach dem gewünschten Verwendungszweck und Messbereich können stärkere oder schwächere Federn und längere oder kürzere Skalen verwendet werden. Auch das Verhält- nis der Teilung der beiden ! Skalen kann ver ändert werden. Dieses ist von der Federkonstanten der gewählten Federn und dem Verhältnis der Hebelarme des Hebels 2 abhängig.
Im Falle von gleicher Skalenteilung können z. B. die zwei Skalen durch eine einzige Skala ersetzt werden.
Spring balance.
Spring balances with built-in tension, compression or leaf springs are used to measure forces of all kinds, especially spring forces.
In such spring balances z. For example, the force exerted on the feeler lever is transferred to a scale from which its degree can be read off directly. In other spring balances, the feeler lever is against a stop and the force to be measured is set in advance using a scale. The bezw. the force to be measured is available when the feeler lever under the influence of this force begins to lift off the stop. Spring balances of this type have the disadvantage that only one force can be measured for one setting. When setting springs, e.g. B. relay springs, it often happens that the spring to be set does not have an absolute value of the spring force, the so-called.
Spring or contact pressure, is prescribed, but a maximum and a minimum value between which the force to be set must lie, so that two measurements must be made. In the case of the last-mentioned type of spring balance, this requires twice the setting. If the prescribed lVlaximal and minimum values are close to one another, it may be necessary to set the spring balance to these values several times until the spring to be set has or has the desired spring pressure. until it is within the prescribed limits.
The first-mentioned type of spring balance, in which the force exerted on the feeler lever is transmitted to a scale, has a disadvantage in that every measurement requires a reading, i.e. the view must be drawn from the tip of the feeler lever to the scale. Since the reading has to be made at the moment in which the spring to be set begins to give way under the pressure of the feeler lever of the spring balance, this creates difficulties in that the feeler lever tip and the scale cannot be overlooked at the same time. so there. each measurement usually has to be checked several times.
The disadvantages mentioned can be avoided with the spring balance according to the invention.
This spring balance, which is provided with a feeler lever, is characterized by means for setting two desired spring forces acting on the feeler lever and by a further means, through the actuation of which the influence of one of the two spring forces on the feeler lever is canceled.
The means for adjusting the spring forces can consist of two independent tensioning devices, with the aid of which two springs, which generate the spring forces acting on the feeler lever, are tensioned.
An exemplary embodiment of the spring balance according to the invention, which is shown schematically in the accompanying drawing, is described in more detail below.
1 with the feeler lever is referred to, which is rigidly connected to the lever 2 and rotatably mounted at point A. Two tension springs 3 and 4, which can be tensioned individually, act on the lever 2 via the brackets 5 and 6 in the bearings B and C. To reduce the friction in the bearings B and C, the brackets are designed as blades. The last few turns of the ends of the springs 3 and 4 facing away from the brackets 5 and 6 each include a socket 7 or respectively. 8, the outside diameter of which is approximately equal to the inside diameter of the springs and whose ends facing the brackets are curved outwards and in this way result in a seat for the last few turns of each spring.
The sockets 7 and 8 each rest a. uf a threaded bushing 9 and 10, the ends of which facing the brackets are also widened to provide a seat for the bushings 7 and 8. The sockets 7 and 8 are mounted on the threaded sockets 9 and 10 so that they can rotate about their axis. A rotation of the springs 3 and 4 is BEZW in this way between the sockets 7 and 9. 8 and 10 are balanced and therefore does not cause any torsional stress on the springs, nor is it transmitted to lever 2, where it would cause additional friction in bearings A, B and C. The threaded sockets 9 and 10 rest on the threaded rods 11 and 12, which with the knuckle screws 13 and 14, for.
B. in the manner shown with pins. are firmly connected. The two springs can be tensioned to a greater or lesser extent by turning the crankshaft screws. The threaded sockets 9 and 10 are protected against twisting by means not shown. With the threaded sockets 9 and 10, the pointers 15 and 16 are connected, which indicate on the scales 17 and 18 a measure for the desired and set spring forces. Which forces are actually displayed on the scales is explained below.
The tapered screws 19 and 20, which are loosely seated on the threaded rods, serve, in cooperation with the counter nuts 21 and 22, which are firmly seated on the threaded rods, to block the rotational movement of the threaded rods.
A rotatably mounted angle lever is designated by 23, the clockwise rotation of which, when the push button 24 is pressed, is limited by the stop pin 25. The spring 26 is used to reset the lever when the push button is relieved.
In the position of the lever 23 shown, that is, when the push button is pressed, the bracket 6 is supported by the lever 23 in such a way that the lever 2 is relieved of the force of the spring 4 acting at point C.
The housing 27 has two slots, not shown, in which the two pointers move. The scales 17 and 18 are attached to the outside of the housing, e.g. B. engraved. The stop 28 is rigidly attached to the housing and is designed so that the feeler lever l rests against the stop in the vicinity of its tip, respectively. that the tip of the touch lever comes to rest in the field of vision of the stop point. This ensures accurate measurement.
The spring balance works as follows: iFor a spring to be set, the maximum and minimum pressure within which the desired spring pressure should lie are given. In the balance shown, the maximum pressure is set using the scale 17. The difference between the maximum and minimum pressure, that is to say the tolerance, is set on the basis of the scale 18. The scale information does not correspond to the actual tensile forces of springs 3 and 4, but rather to the forces reduced to the lever arm of the feeler lever, that is to say to the values that are actually relevant for setting the spring. For a relay spring balance, the numbers on the scales may mean grams.
The pointer 15 is z. B. set to the mark 30 (= 30 grams) as shown. The pointer 16 is set to the mark 10 (= 10 grams). In this case, the maximum pressure is 30 grams, the differential pressure 10 grams, and the minimum pressure 20 grams. For this setting there is equilibrium if, when button 24 is not pressed, a force of 3010 = 20 grams (minimum pressure) acts on the probe lever tip perpendicular to the probe lever axis in the direction of the arrow. When the Enopf 24 is pressed, there is equilibrium when a force of 30 grams (maximum pressure) is applied to the tip of the touch lever.
If the spring to be set has such a pressure that the feeler lever is lifted from the stop when measuring with the button not pressed, but not lifted when the button is pressed, the spring pressure is between the desired limits.
It is clear that the spring balance according to the invention is not limited to the exemplary embodiment shown.
The spring balance could be designed in such a way that the two spring forces act on the same side of the lever 2 with respect to the pivot point A. In this case, it would not be necessary to set the maximum and differential pressure using the scales, but rather the minimum and differential pressure. The measurement with the Enopf not pressed would then result in the sum of the minimum and differential pressure, that is to say the maximum pressure. By pressing the push button, the influence of the differential pressure would be canceled and this measurement would result in the minimum pressure.
Instead of tension springs, compression springs or a tension spring and a compression spring can also be used.
Depending on the intended purpose and measuring range, stronger or weaker springs and longer or shorter scales can be used. Also the ratio of the division of the two! Scales can be changed. This depends on the spring constant of the selected springs and the ratio of the lever arms of the lever 2.
In the case of the same scale division z. B. the two scales can be replaced by a single scale.