Automatische Waage.
Bei den automatischen Neigungswaagen wird beim Wägen einer Last der Gleichge- wichtszustand der Waage durch einen mindestens ein Pendel aufweisenden Neigungs- mechanismus automatisch hergestellt im Ge gensatz zu den nichtautomatischen Waagen. bei denen der Gleichgewichtszustand manuell durch h Versehieben eines oder mehrerer Laufgewichte oder durch Auflegen von Gewich- ten auf eine Gewichtsschale hergestellt werden muss. Zur Ablesung des Wiegeresultates hesitzen die automatisehen Waagen einen sich einer feststehenden Skala entlang bewegenden neiger oder eine sich an einer feststehenden Stricbmarke vorbeibewegende Skala.
Beim Wagen einer Last durchlaufen bis zur Er reichung des Gleichgewichtszustandes der Waage die beweglichen Teile derselben einen Weg von bestimmter Grosse, welcher bei Be- anspruchung der maximalen Tragkraft der Waage am grössten ist. Infolge der Reibung, mit welcher jede Waage behaftet ist, können a. uch bei automatischen Waagen Ungenauig- keiten entstehen, die in der Weise sichtbar werden, dass bei mehr als einmaligem Wä- gen der gleichen Last die Gewichtsangabe durch die Waage nicht jedesmal die gleiche ist.
Diese Differenz zwischen der kleinsten und der grössten Gewichtsangabe steht zur Lange der Skala oder zu maximalen Trag- kraft der Waage in einem gewissen Verhält- nis, beispielsweise 1 : 2000. Es wÏre deshalb sinnlos, über ein gewisses Mass hinaus die Skalalänge in allzu viele Intervalle zu unter- teilen, um dadurch die Ablesegenauigkeit zu erhöhen, insbesondere um kleinere Lasten prozentual zu ihrem Gewicht ebenfalls genau wägen zu k¯nnen.
Aus diesem Grunde werden viele automa- l-isehe Waagen mit einer sogenannten Zusatz- ausgleichseinrichtung gebaut. Bei diesen Wa, agen umfasst die Kapazität des Neigungsmee'ha- nismus nur einen Teil der Wiegekapazität der Waage, die Grosse der Bewegung der beweglichen Teile der Waage bleibt jedoch dieselbe und somit auch die Länge der Skala, auf welcher die Wiegeresultate innerhalb der Isapazität des Neigungsmechanismus abgelesen werden. Dadurch werden bei gleichbleibender KapazitÏ der Waage der Wert eines Skala Intervalles und somit auch die Ungenauig- keiten in der Gewichtsangabe herabgesetzt, wodurch die Wiegegenauigkeit im Verhältnis zur maximalen Tragkraft grösser wird.
Wird nun eine Last gewogen, deren Gewicht die Kapazität des Neigungsmechanismus über- steigt, so muss mindestens ein Zusatzgewicht zugeschaltet werden. Der Wert der zugeschal- teten Zusatzgewichte wird gleichzeitig durch den Schaltvorgang ablesbar gemacht. Die Feststellung des Gewichtes einer zu wägen- den Last erfolgt also dadurch, dass man den Wert der zugeschalteten Zusatzgewichte und des Resultates, des Neigungsmeohanismus auf der Skala addiert. Diesen Waagen mit Zusatzeinrichtung haften jedoch folgende Nachteile an :
1.
Die Waage muss zusätzlich bedient werden, ist also nicht vollautomatisch ; besonders beim Wagen von grösseren Lasten ist das Zusetzen der richtigen Zahl Zusatzgewichte oft zeitraubend, und zudem müssen diese Gewichte nach jeder Wägung wieder abgeschal- tet oder weggenommen werden.
2. Die Wirkung der Zusatzeinrichtung erfolgt stufenweise.
3. Die Gewichtsablesung ist eher mit Irr- tümern verbunden als bei vollautomatischen Waagen.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Waage mit Neigungsmechanismus und Zusatzausgleichseinrichtung geacha. ffen werden, bei der alle diese Unzulänglichkeiten beseitigt sind. Diese Waage kennzeichnet sich dadurch, dass sie eine Ableseskala besitzt, deren Messbereich der Summe der Wiegekapazitäten des Neigungsmechanismus und der Zusatzeinrichtung entspricht und sich in fortlaufender Einteilung von Null bis zum der maximalen Tragkraft der Waage entsprechenden Wert erstreckt, und da¯ die Zusatzeinrichtung eine Antriebsvorrichtung g aufweist, die, s.
obald der Neigungsmechanismus beim Wiegen seine dem Null-oder dem Höchstwert seiner Wiege- kapazität entsprechende Lage zu überschrei- ten sucht, selbsttätig in Funktion tritt, um eine Veränderung des Gegendrehmomentes der Zusatzeinrichtung im einen oder andern Sinn herbeizuführen, bis sich der Gleichgewichts- zustand der Waage wieder eingestellt hat und das Wiegeresultat dann an der Skala abgele- sen werden kann.
Bei. der erfindungsgemässen Waage wird somit die Genauigkeit im Verhältnis zur gesamten Wiegekapazität durch die Vergrösserung der Skala erhöht, die Zusatzeinrichtung arbeitet automatisch und stufenlos und die Gewichtsablesung kann erfolgen, ohne da man eine Addition auszuführen hat.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- standes veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt den obern Teil einer auto matischen Waage mit ausgebrochenem Ge- hause zur Veransehaulichung des Waage- mechanismus ;
Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt gemäss einer durch den Waagebalken gehenden Ebene ;
Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt nach der Linie 111-III in Fig. 1 ;
Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt zu Fig. 1 gemäB einer durch die Drehachse des Waage balkens gehenden Ebene :
Fig. 5 ist das Schema eines in der Waage eingebauten, umkehrbaren Elektromotors, und
Fig. 6, 7 und 8 veranschaulichen in schematischer Weise verschiedene Zustandsstel- lungen des der Fig. 1 entsprechenden Teils des Mechanismus der Waage.
In Fig. 1 ist mit 1 eine mit der hier nicht gezeigten Waagebrücke, auf die die zu wie- gende Last aufgelegt wird, verbundene Zugstange bezeichnet, auf die eine Kraft P wirkt, die, wie bei bekannten Waagen, reduziert auf eine weitere Zugstange 3 und von dieser zum Teil auf einen Waagebalken 4 und zum Teil durch Vermittl'ung von Stahlbändern 5 auf zwei Pendel 6 übertragen wird. Der Waagebalken 4 sitzt auf einem Drehzapfen 4a (Fig. 2) mit an dessen Enden vorgesehenen Schneiden 4b, die in der Achse des Zapfens 4a auf Schneidelagern 4c abgestützt sind.
Die Übertragung der Kraft von der Zug- stange 3 auf den Waagebalken 4 erfolgt mittels einer am Waagebalken 4 vorgesehe- nen Scheide 4d. Die Wiegekapazität der beiden, zusammen mit den Teilen 5, den sogenannten Neigungsmechanismus bildenden Pendel 6 kann beispielsweise dem 15. bis 5.
Teil der Wiegekapazität der Waage entsprechen. Auf dem Achszapfen 4a des Waagebalkens 4 ist mittels Kugellager eine Skalascheibe 7 drehbar gelagert, die an ihrem Umfangsteil mit einem kreisförmigen, durch- sichtigen SkalatrÏger 7a (z. B. aus Glas) versehen ist, auf dem eine Kreisskala für die Gewichtsablesung eingraviert ist. Auf dem längeren, im Querschnitt keilförmigen Arm (siehe Fig. 3) des Waagebalkens 4 ist mittels schräg angeordneten Walzen 18a ein Laufgewicht 18 leicht verschiebbar angeord net. das mittels einer Blattfeder 19 mit einer Zahnstange 17 verbunden ist.
Diese Zahn- stange 17 ist ihrerseits in Eingriff mit einem auf dem Nabenteil der Skalascheibe 7 sitzen- den Zahnkranz 16 und wird mittels eines iedcrbeeinflussten Hebels 17a mit Andruck- rolle in ihrer Eingriffslage gehalten. Auf dem Ende des kürzeren Armes des Waage- balkens 4 ist parallelachsig zum Achszapfen 4a des Waagebalkens 4 ein umkehrbarer Elektromotor 20 gelagert, der auf seiner Welle eine durch Federwirkung gegen. die Umfa lache der Skalascheibe 7 gedrückte Friktionsrolle 20a trÏgt.
Beim Belasten der Waage durch eine Last, deren Gewicht innerhalb der dem Nei gungsmechanismus entsprechenden Wiegekapazität liegt, wird die Bewegung der Pen- del 6 durch die Stahlbänder 5 auf die Scheide 4d und somit auf den Waagebalken 4 übertragen. Der Ausschlag des Waagebal- kens 4 wird durch Vermittlung des im Ruhezustand befindlichen Elektromotors 20 auf die Skalascheibe 7 e gleiche Winkelmass wie der Balken im Geg gedreht wird. Der Elektro- motor 20 spielt dabei somit lediglich die Rolle eines Kupplungsmittels oder Mitnehmers.
Die zwischen zwei Linsen 9 und 10 (siehe Fig. 4) ) spielende Gewiehtsskala wird von einer elektrischen Lampe 8 aus beleuchtet und lässt sich dank der Anordnung zweier Reflektionsspiegel 11 und 12 auf einer Mattscheibe 13 ablesen.
Fig. 6 veranschaulicht die Zustandlage der Teile bei unbelasteter Waage. Die Wiege kapazität des Neigungsmechanismus ent- spricht dem freien Schwingungsbereich, f des Waagebalkens 4.
Wird nun eine Last gewogen, deren Gewicht die KapazitÏt des Neigungsmechanismus bersteigt. so daB die beiden Pendel 6 ihre obere Endstellung erreichen (siehe Fig. 7). so Ist der Ausschlag des Waagebal- kens 4 im Gegenuhrzeigersinn so grogs, dass eine im Stromkreis des Motors 20 f r dessen Umlauf im einen Sinne vorgesehene Kontakt- vorrichtung 15 und 15a geschlossen wird, so da¯ der Motor nun als Antrieb wirkt, der die Skalascheibe 7 im Gegenuhrzeigersinne rela- tiv zum Waagebalken 4 dreht, wodurch gleichzeitig das Laufgewicht 18 durch Ver mittlung des Zahnstangengetriebes 16,
17 im Sinne der Vergrösserung des Gegendrehmo- mentes des Waagebalkens 4 nach au¯en in Richtung des in Fig. 7 eingezeichneten Pfeils verschoben wird, bis sich der Gleichgewichts- zustand der Waage wieder einstellt und die Eontaktvorrichtung 15, 15a wieder geöffnet ist, so dass der Elektromotor 20 wiederum ausser Betrieb gesetzt ist.
Beim Entlasten der Waage spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, indem beim Ausschlagen des Waagebalkens 4 im Uhrzeigersinn eine im Stromkreis des Zlotors 20 für gegenläufige Drehung des- selben vorgesehene Kontaktvorriehtung 14 und 14a geschlossen wird, so da¯ die Skalascheibe 7 zurückgedreht und das Laufgewicht 18 zurückgeschoben wird, wie dies in Fig. h durch Pfeile angedeutet ist, bis die Waage schliesslich wiederum ihre Gleichgewichtslage eingenommen hat. In Fig. 5 ist das elektrische Schema des umkehrbaren Elektromotors 20 und der zur Umschaltung der Wicklung des Ankers zwecks Änderung des Drehungssinnes des letzteren dienenden Kon taktvorrichtungen 15. 15a und 14, 14a ver a, nschaulicht.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Um schaltvorriehtung des Motors 20 zwei am Waagegehäuse drehbar gelagerte Winkelhebel 21 auf, deren gegeneinander gerichtete Schenkel durch eine Schlitz-und Stiftfüh- rung 23 miteinander verbunden sind, wÏhrend die andern, einander flach gegenüber- liegenden Schenkel die Anschlagskontakte 14, 15 tragen und den Schwingbereich des Waagebalkens 4 begrenzen.
Der untere dieser beiden Schenkel ist in gelenkiger Verbindung mit dem beweglichen Teil eines Elektromagneten 26, der in Serie mit den Stromkreisen des Elektromotors 20 geschaltet ist und im Betriebszustand das Gegeneinanderdrükken der in gespreizter Lage sich befindenden Kontakte 14 und 15 bewirkt. Diese Ma¯ nahme hat folgenden Zweck ;
Sobald der Kontakt 14a bzw. 15a des durch Belasten oder Entlasten der Waage zum Ausschwingen veranlassten Waagebal- kens 4 in Berührung mit dem Gegenkontakt 14 bzw. 15 gelangt, erhält der Balken von diesem letzteren, da er vom Magneten 26 gegen den Balken gedrückt wird, einen Impuls im entgegengesetzten Sinne seiner Ausschlagsbewegung, das heisst entgegen dem Massenträgheitsmoment der beweglichen Teile der Waage.
Die Unterbrechung des Motorstromkreises wird dadurch beschleunigt.
Mit dieser Unterbrechung wird der Elektro- magnet 26 auch wieder stromlos, so da¯ die Kontakte durch das Gewicht des beweglichen Teils dieses Magneten wiederum in ihre maximal gespreizte Lage überführt werden und so den Schwingbereich des Waagebalkens vergrössern, wodurch ein längere Zeit anhaltendes Wechselspiel von Offnen und Schlie Ben des Motorstromkreises vermieden wird.
Um zu verhüten, da¯ das Laufgewicht 18 zu weit nach links oder bei Überlastung der Waage zu weit nach rechts verschoben wird, wodurch BeschÏdigungen entstehen konnten, ist im Stromkreis des Elektromotors 20 ein normalerweise geschlossener Sicherheitsschalter 27 (Fig. 1) vorgesehen, der beim Uberschreiten des Skalanullpunktes während der Rückbewegung des Laufgewichtes von einem an der Skalascheibe 7 vorgesehenen Stift 27a oder beim Überschreiten des Skalamaximums durch einen andern Stift 27b an der Skalascheibe 7 geöffnet wird, wodurch der Strom für den Elektromotor 20 und den Elektromagneten 26 unterbrochen wird.
Gewunschtenfal'ls kann auch der Stromkreis der Lampe 8 über diesen Schalter 27 geführt werden, so da¯ auch das Skalabild auf der Hattscheibe unsichtbar würde.