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.
Automatic scale.
In the case of automatic inclination scales, when a load is weighed, the equilibrium state of the scales is automatically established by an inclination mechanism having at least one pendulum, in contrast to the non-automatic scales. where the state of equilibrium has to be established manually by moving one or more moving weights or by placing weights on a weight tray. To read the weighing result, the automatic scales have a tilting device that moves along a fixed scale or a scale that moves past a fixed line mark.
When carrying a load, the moving parts of the scales run through a path of a certain size until the balance is in a state of equilibrium, which is greatest when the maximum load capacity of the balance is stressed. As a result of the friction with which every scale is subject, a. Even with automatic scales, inaccuracies occur which become visible in such a way that if the same load is weighed more than once, the weight given by the scales is not the same every time.
This difference between the smallest and the largest weight is related to the length of the scale or the maximum load capacity of the scale in a certain ratio, for example 1: 2000. It would therefore be pointless to extend the scale length beyond a certain extent in too many intervals to be subdivided in order to increase the reading accuracy, in particular to be able to weigh smaller loads exactly as a percentage of their weight.
For this reason, many automatic scales are built with a so-called additional compensation device. With these scales, the capacity of the inclination mee'ha- nism only includes a part of the weighing capacity of the scales, but the size of the movement of the moving parts of the scales remains the same and thus also the length of the scale on which the weighing results are within the isapacity of the Tilt mechanism can be read. As a result, while the capacity of the balance remains the same, the value of a scale interval and thus also the inaccuracies in the weight specification are reduced, whereby the weighing accuracy is greater in relation to the maximum load capacity.
If a load is weighed whose weight exceeds the capacity of the inclination mechanism, at least one additional weight must be added. The value of the added additional weights is made readable at the same time by the switching process. The weight of a load to be weighed is determined by adding the value of the additional weights and the result of the inclination mechanism on the scale. However, these scales with additional equipment have the following disadvantages:
1.
The scale must also be operated, so it is not fully automatic; Adding the correct number of additional weights is often time-consuming, especially for trolleys with larger loads, and these weights also have to be switched off or removed after each weighing.
2. The additional equipment takes effect in stages.
3. The weight reading is more associated with errors than with fully automatic scales.
The present invention is intended to provide a scale with a tilt mechanism and additional compensation device geacha. where all these shortcomings have been eliminated. This scale is characterized in that it has a reading scale, the measuring range of which corresponds to the sum of the weighing capacities of the inclination mechanism and the additional device and extends in continuous graduation from zero to the value corresponding to the maximum load capacity of the scale, and that the additional device has a drive device g has that, s.
even if the tilting mechanism tries to exceed its position corresponding to the zero or the maximum value of its weighing capacity during weighing, it automatically comes into operation in order to bring about a change in the counter-torque of the additional device in one sense or the other until the equilibrium state of the Has adjusted the balance again and the weighing result can then be read on the scale.
At. of the balance according to the invention, the accuracy in relation to the total weighing capacity is increased by enlarging the scale, the additional device works automatically and continuously and the weight reading can take place without having to carry out an addition.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawing.
1 shows the upper part of an automatic scale with the housing broken away to show the scale mechanism;
Fig. 2 is a horizontal section along a plane passing through the balance beam;
Fig. 3 is a vertical section on the line III-III in Fig. 1;
Fig. 4 is a vertical section to Fig. 1 according to a plane passing through the axis of rotation of the balance beam:
5 is a schematic of a reversible electric motor built into the balance, and
6, 7 and 8 schematically illustrate various states of the part of the mechanism of the balance corresponding to FIG. 1.
In FIG. 1, 1 denotes a tie rod connected to the scale bridge, not shown here, on which the load to be weighed is placed, on which a force P acts, which, as in known scales, is reduced to another tie rod 3 and is transmitted from this partly to a balance beam 4 and partly by means of steel bands 5 to two pendulums 6. The balance beam 4 sits on a pivot 4a (FIG. 2) with cutting edges 4b provided at the ends thereof, which are supported in the axis of the pin 4a on cutter bearings 4c.
The force is transmitted from the tie rod 3 to the balance beam 4 by means of a sheath 4d provided on the balance beam 4. The weighing capacity of the two pendulums 6, together with the parts 5, forming the so-called tilting mechanism can be, for example, the 15th to 5th.
Correspond to part of the weighing capacity of the scale. On the journal 4a of the balance beam 4 a dial 7 is rotatably mounted by means of ball bearings, which is provided on its peripheral part with a circular, transparent dial 7a (e.g. made of glass) on which a circular scale is engraved for weight reading. On the longer arm (see FIG. 3) of the balance beam 4, wedge-shaped in cross section, a sliding weight 18 is easily displaceable angeord net by means of inclined rollers 18a. which is connected to a rack 17 by means of a leaf spring 19.
This toothed rack 17 is in turn in engagement with a toothed ring 16 seated on the hub part of the graduated disk 7 and is held in its engagement position by means of a lever 17a, which is influenced by the pressure, with a pressure roller. On the end of the shorter arm of the balance beam 4, a reversible electric motor 20 is mounted parallel to the axle journal 4a of the balance beam 4 and counteracts it on its shaft by spring action. the circumference of the graduated disk 7 carries the friction roller 20a pressed.
When the balance is loaded with a load whose weight is within the weighing capacity corresponding to the inclination mechanism, the movement of the pendulum 6 is transmitted by the steel straps 5 to the sheath 4d and thus to the balance beam 4. The deflection of the balance beam 4 is rotated by means of the electric motor 20, which is in the idle state, onto the graduated disk 7 e with the same angular measure as the beam on the other hand. The electric motor 20 thus only plays the role of a coupling means or driver.
The weight scale playing between two lenses 9 and 10 (see FIG. 4) is illuminated by an electric lamp 8 and, thanks to the arrangement of two reflection mirrors 11 and 12, can be read on a ground glass 13.
6 illustrates the state of the parts when the balance is unloaded. The weighing capacity of the tilt mechanism corresponds to the free oscillation range, f of the balance beam 4.
If a load is weighed whose weight exceeds the capacity of the tilt mechanism. so that the two pendulums 6 reach their upper end position (see FIG. 7). If the deflection of the balance beam 4 in the counterclockwise direction is so great that a contact device 15 and 15a provided in the circuit of the motor 20 for its rotation is closed, so that the motor now acts as a drive that drives the scale disk 7 rotates counterclockwise relative to the balance beam 4, whereby at the same time the running weight 18 by means of the rack gear 16,
17 in the sense of increasing the counter-torque of the balance beam 4 is displaced outward in the direction of the arrow drawn in FIG. 7 until the equilibrium state of the balance is restored and the contact device 15, 15a is opened again, so that the electric motor 20 is in turn put out of operation.
When the balance is unloaded, the reverse process takes place in that when the balance beam 4 is deflected clockwise, a contact device 14 and 14a provided in the circuit of the zlotor 20 for counter-rotating it is closed, so that the scale disk 7 is turned back and the sliding weight 18 is pushed back, as indicated by arrows in Fig. h, until the balance has finally taken its position of equilibrium again. In Fig. 5 is the electrical scheme of the reversible electric motor 20 and for switching the winding of the armature to change the direction of rotation of the latter serving contact devices 15. 15a and 14, 14a ver a, nschaulicht.
As can be seen from FIG. 1, the switching device of the motor 20 has two angled levers 21 rotatably mounted on the balance housing, the opposing legs of which are connected to one another by a slot and pin guide 23, while the other legs lying flat opposite one another the stop contacts 14, 15 carry and limit the oscillation range of the balance beam 4.
The lower of these two legs is in an articulated connection with the movable part of an electromagnet 26, which is connected in series with the circuits of the electric motor 20 and, in the operating state, causes the contacts 14 and 15, which are in the spread position, to be pressed against one another. The purpose of this mā is as follows;
As soon as the contact 14a or 15a of the balance beam 4, which is caused to swing out by loading or unloading the balance, comes into contact with the mating contact 14 or 15, the beam receives from the latter, since it is pressed against the beam by the magnet 26, an impulse in the opposite sense of its deflection movement, i.e. against the mass moment of inertia of the moving parts of the balance.
The interruption of the motor circuit is accelerated.
With this interruption, the electromagnet 26 is also de-energized again, so that the contacts are again transferred to their maximally spread position by the weight of the movable part of this magnet and thus increase the swing range of the balance beam, resulting in a longer period of interplay of opening and closing of the motor circuit is avoided.
In order to prevent the barrel weight 18 from being shifted too far to the left or too far to the right when the balance is overloaded, which could result in damage, a normally closed safety switch 27 (FIG. 1) is provided in the circuit of the electric motor 20 Exceeding the scale zero point during the return movement of the barrel weight is opened by a pin 27a provided on the scale disk 7 or when the scale maximum is exceeded by another pin 27b on the scale disk 7, whereby the current for the electric motor 20 and the electromagnet 26 is interrupted.
If desired, the circuit of the lamp 8 can also be routed via this switch 27, so that the scale image on the hatch disc would also become invisible.