Waage mit einem längs eines Hebels beweglichen Laufgewicht
Die Erfindung bezieht sich auf eine Waage mit einem längs eines Hebels mittels einer im Waagegestell gelagerten Antriebswelle und eines im Bereich der Drehachse des Hebels angeordneten Universalgelenkes bewegliehen Laufgewicht.
Bei bekannten Waagen dieser Art ist die Antriebswelle ohne weiteres mit dem wu einer Schraubspindel führenden Universalgelenk verbunden. Die Schraubspindel dient. dann zum Einstellen des Gewichtes.
Diese Ausbildung weist den Nachteil auf, dass bei nicht vollständiger Zentrierung des Universalgelenkes die Gefahr besteht, dass bei Drehung der Antriebswelle nicht nur ein Drehmoment auf die Schraubspindel über- tragen wird, sondern dem Hebel selber auch ein Bewegungsimpuls erteit wird. Infolge- dessen wird der Hebel nicht gleichmässig in die Gleichgewichtslage gebracht, sondern mit Schwingungen oder Stössen, wodurch die Waage ihrem Zweeke nicht gut entspricht.
Anderseits entsteht beim nicht völligen Zusammenfallen des Mittelpunktes des Universalgelenkes mit der Drehachse des Hebels der Nachteil, dass eine Komponente des Reibungswiderstandes der Lagerung der An triebswelle die Bewegungsfreiheit des Hebels hindert, wodurch der Waagemechanismus an Empfindlichkeit einbüsst.
Erfindungsgemäss sollen diese Nachteile dadurch behoben sein, dass die im Waagegestell gelagerte Antriebswelle und das im Bereich der Drehachse des Hebels angeord- nete Universalgelenk in Abweichungen von der Achsflucht zulassender Weise miteinander verbunden si. nd. Diese Verbindung kann aus einem zweiten Universalgelenk bestehen, das die im Gestell gelagerte Antriebswelle mit einer zum ersten Universalgelenk führenden Zwischenwelle verbindet.
Wenn das Laufgewicht von Hand eingestellt wird, ist der Vorteil der erfindungs- gemässen Ausbildung der, dass sie es ermög- licht, die Waage ohne Stösse oder Schwin- gungen in die Gleichgewichtslage oder eine andere Lage zu bringen. Wenn das Laufgewicht aber mittels eines Servomotors gesteuert wird, so ist der Vorteil darin zu sehen, dass der Servomotor auf dem Gestell der Waage angeordnet werden kann.
An Hand der Zeichnung werden Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliehe Darstellung eines einen Hebel mit Laufgewicht enthalten- den Teils einer Waage.
Die Fig. 2 uns.'3 zeigen schematiseh ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt bzw. in der Seitenansicht.
Fig. 4 ist eine sehematisehe Darstellung eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels.
Der Laufgewiehtshebel 1 weist die Form eines Rahmens auf. An dessen Wänden sind verschiedene Messer 2, 4 und 5' angeordnet.
Die Tragmesser 2 sind auf Messergegenlagern 3 abgestützt. Die Messer 2 befinden sich beidseits des Rahmens in einer Linie. Nur das Vordermesser ist abgebildet.
Die Last L greift an gleichachsigen Messern 4 beidseits des Rahmens an. Messer 5 können vorgesehen sein, wenn ein Teil der Last durch eine selbsttätige Allsgleiehsvorrieh- tung ausgeglichen wird. Sodann greift an diesen Messern eine nicht gezeichnete Zugstange an, welche die Verbindung mit der selbsttätigen Ausgleichsvorrichtung bildet.
Ein Laufgewicht 6 bewegt sich in Längsiehtung des rahmenförmigen Hebels und ist darauf mittels Rollen 7a und 7b abgestützt.
Im Laufgewicht ist ein segmentformiger Mut- terteil 8 angeordnet, der mit einer Schraubspindel 9 zusammenarbeitet, die einerseits in einer Endfläche des Hebels und anderseits in einem Querteil 10 dessen gelagert ist.
Bei Drehung der Spindel 9 bewegt sieh das Laufgewicht 6 an dem Hebel 1 entlang. Eine Blattfeder 11 ist an einer Endfläche der Spindel angeordnet und drüekt die Spindel in ihrer Lagerung zweeks Aufhebung von Längsspiel nach einer Seite hin. Das Laufge- wicht. hat, durch die Rollen 7a und 7b und das Muttersegment 8 eine Dreipunktsunter- stützung.
Das aus dem Querteil 10 vorragende Ende der Sehraubspindel 9 trägt einen U-förmigen Bügel 12. In den aufstehenden Teilen dessen sind gleichachsig Schraubzapfen 33a und 335 befestigt. Diese Zapfen erstrecken sich bis in gleichachsige Bohrungen eines Ka. rdanringes 13. Ungefähr senkrecht zum Bügel 12 ist ein Bügel 14 angeordnet, der starr mit einer Welle 15 verbunden ist. Auch dieser Bügel 14 trägt gleichachsige Zapfen 34a. Auch diese Zapfen erstrecken sieh bis in gleichachsige Bohrungen des Kardanringes 13.
Diese Kon strtikt. ion bildet daher ein Universalgelenk zwischen der Spindel 9 und der Welle 15, so dass eine Umdrehung der Welle 15 eine Um drehung der'Spindel 9 mit sich bringt, innerhalb gewisser Grenzen unabhängig vom Winkel zwischen den beiden Teilen.
Der Hebel 1 kann sich daher über einen gewissen Winkel um die Messerlager 3 drehen muter Aufrechterhaltung der Verbindung zwischen der Welle 15, die eine nahezu feste Lage einnimmt, und der Spindel 9.
Die bisher beschriebene Konstruktion würde nur dann zweckentsprechend sein, wenn der Schnittpunkt der Spindel 9 und der Welle 15 unter allen Umständen genau mit der Messerlinie de rMesserlager 3 zusammenfallen würde. In diesem Falle kann die Welle 15 der Schraubspindel 9 nur ein Drehmoment übertragen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird eine Drehung der Welle 15 zur Folge haben, dass dem Hebel 1 über die La gerung der Sehraubspindel 9 ein Moment im Sinne eines Kippens um die Vlesserlager 3 übertragen werden kann.
Angesichts der Tatsache, dass es in der Praxis schwer ist, dafür besorgt zu sein, dass der Mittelpunkt des erwähnten Universalgelenkes genau in der llesserlinie zu liegen kommt, ist nun ein zweites Universalgelenk mit den Bügeln 16, 18 und dem Kardanring 17 gleicher Ausbildung angeordnet, mittels dem die Welle 15 mit einer im Gestell 19 der Waage gelagerten Welle 20 gekuppelt ist.
Diese Welle ragt durch einen Schlitz 21 des Hebels 1 hinaus und trägt an ihrem Ende einen Knopf 22.
Damit vorgebeugt wird, dass die Schraub- spindel 9 überlastet wird, wenn das Laufgewicht gegen den Querteil 10 oder die End- innenfläehe des Hebels 1 stösst, was eine Besehädigung der Spindel 9 oder des Mutter- segmentes 8 zur Folge haben konnte, ist die Welle 20 mit einem Hubbegrenzer versehen.
Dieser besteht aus einem mit der Welle 20 mitdrehenden Noekent. räger 23, der zwei Nocken 23a und 23b aufweist, und einer parallel zu sieh selbst, beweglichen Nockenscheibe 24, deren Zentralbohrung mit Innengewinde versehen ist, dureh das die örtlieh mit Schraubgewinde 25 versehene Welle 20 gesteckt ist. Eine Drehnng der Nockenscheibe 24 wird durch einen Stift 26 verhindert, der am Gestell befestige ist. und worüber die Nockenscheibe mit einer entspreehenden Aus- sparung gleitet.
Der Nocken der Scheibe 24-stosst gegen einen der Nocken 23a oder 23b, wenn das Laufgewicht fast das Ende seiner Bahn er reiclit hat.
Die Andeutung der Stellung des Lauf- gewichts geschieht mittels eines Anzeigegliedes 27, das an einem Arm 28 angeordnet ist, der starr mit dem Hebel 1 verbunden ist, und einer Ablesescheibe 29, die auf einer Welle 30 befestigt ist, welche im Hebel 1 gelagert ist. Die Welle 30 trägt eine, Scheibe 31, worüber ein biegsames Metallband 32 läuft, dessen Ende mit dem Laufgewicht verbunden ist. Eine Schraubfeder 33 ist um die Welle 30 herum angeordnet und mit ihrem Ende mit der Scheibe 31 verbunden und mit ihrem andern Ende mit dem Hebel 1. Diese Feder hält das Metallband 32 gespannt.
Verschiedene andere Ausführimgsmoglich- keiten bestehen. So können an Stelle der be sehriebenen Universalgelenke solche zur Anwendung kommen, bei clenen die Verbindung zwisehen der Spindel 9 und der Welle 15 dadureh zustande kommt, dass die Bügel mit einem ebenen Federring 36 verbunden sind, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Bei einem Kippen des Hebels biegt, der Ring 36 durch. Die Dieke des Ringes soll derart gewählt-sein, dass eine Verstellung des Laufgewichts durch die Schraubspindel kein Aus üben eines Kippmomentes auf den Hebel zur Folge hat. Dieses Gelenk hat im wesentlichen die gleiche Wirkung wie ein Kardangelenk.
Fig. 4 zeigt, wie-das zweite Universalgelenk durch eine zwischen den Wellen 20 und 15 angeorclnete biegsame Kupplung ersetzt sein kann, welehe Kupplung aus einem Gummi- rohr 38 besteht, das auf die Wellen festge- klemmt ist.
Es sei noch bemerkt, da. I3 an Stelle der Schraubspindel auch andere Glieder zum Antreiben des Laufgewichtes vom Gelenk her angewendet sein können. Man kann sich das Gewieht mit einem Band ohne Ende verbunden denken. Das endlose Band wird dann von dem erwähnten Gelenk her angetrieben.
Scale with a sliding weight that can be moved along a lever
The invention relates to a scale with a moving weight along a lever by means of a drive shaft mounted in the scale frame and a universal joint arranged in the area of the axis of rotation of the lever.
In known scales of this type, the drive shaft is readily connected to the universal joint leading to a screw spindle. The screw spindle is used. then to set the weight.
This design has the disadvantage that if the universal joint is not completely centered, there is a risk that, when the drive shaft rotates, not only a torque is transmitted to the screw spindle, but a movement impulse is also given to the lever itself. As a result, the lever is not brought evenly into the equilibrium position, but with vibrations or shocks, so that the balance does not correspond well to its purpose.
On the other hand, if the center of the universal joint does not completely coincide with the axis of rotation of the lever, the disadvantage arises that a component of the frictional resistance of the mounting of the drive shaft prevents the lever from moving, which means that the balance mechanism loses its sensitivity.
According to the invention, these disadvantages should be eliminated in that the drive shaft mounted in the weighing frame and the universal joint arranged in the area of the axis of rotation of the lever are connected to one another in a manner permitting deviations from the axis alignment. nd. This connection can consist of a second universal joint which connects the drive shaft mounted in the frame with an intermediate shaft leading to the first universal joint.
If the barrel weight is set by hand, the advantage of the design according to the invention is that it makes it possible to bring the balance into the equilibrium position or another position without jolts or vibrations. However, if the running weight is controlled by means of a servomotor, the advantage is that the servomotor can be arranged on the frame of the scale.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail using the drawing.
1 is a diagrammatic representation of a part of a balance that contains a lever with a running weight.
FIGS. 2 and 3 show schematically a second exemplary embodiment in longitudinal section and in side view.
Fig. 4 is a schematic illustration of part of a third embodiment.
The barrel weight lever 1 has the shape of a frame. Various knives 2, 4 and 5 'are arranged on its walls.
The carrying knives 2 are supported on knife counter bearings 3. The knives 2 are in a line on both sides of the frame. Only the front knife is shown.
The load L engages coaxial knives 4 on both sides of the frame. Knife 5 can be provided if part of the load is compensated for by an automatic universal gear device. A tie rod (not shown) then engages these knives and forms the connection with the automatic compensation device.
A running weight 6 moves in the longitudinal direction of the frame-shaped lever and is supported thereon by means of rollers 7a and 7b.
A segment-shaped nut part 8 is arranged in the running weight and cooperates with a screw spindle 9 which is mounted on the one hand in an end face of the lever and on the other hand in a transverse part 10 thereof.
When the spindle 9 is rotated, the sliding weight 6 moves along the lever 1. A leaf spring 11 is arranged on one end face of the spindle and presses the spindle in its storage for the purpose of eliminating longitudinal play to one side. The barrel weight. has, through the rollers 7a and 7b and the nut segment 8, a three-point support.
The end of the visual spindle 9 protruding from the transverse part 10 carries a U-shaped bracket 12. In the upright parts thereof, screw pins 33a and 335 are fastened coaxially. These pegs extend into coaxial bores of a cable ring 13. A bracket 14, which is rigidly connected to a shaft 15, is arranged approximately perpendicular to the bracket 12. This bracket 14 also carries coaxial pins 34a. These pins also extend into coaxial bores in the cardan ring 13.
This construct. ion therefore forms a universal joint between the spindle 9 and the shaft 15, so that one rotation of the shaft 15 brings about one rotation of the spindle 9, within certain limits regardless of the angle between the two parts.
The lever 1 can therefore rotate about the knife bearing 3 through a certain angle, maintaining the connection between the shaft 15, which is in an almost fixed position, and the spindle 9.
The construction described so far would only be appropriate if the point of intersection of the spindle 9 and the shaft 15 exactly coincided with the knife line of the knife bearing 3 under all circumstances. In this case, the shaft 15 of the screw spindle 9 can only transmit a torque. If this is not the case, a rotation of the shaft 15 will result in the lever 1 being able to transmit a moment in the sense of tilting about the Vlesser bearings 3 via the bearing of the viewing spindle 9.
In view of the fact that in practice it is difficult to ensure that the center of the universal joint mentioned comes to lie exactly in the llesser line, a second universal joint with the brackets 16, 18 and the cardan ring 17 of the same design is now arranged, by means of which the shaft 15 is coupled to a shaft 20 mounted in the frame 19 of the balance.
This shaft protrudes through a slot 21 in the lever 1 and carries a button 22 at its end.
This prevents the screw spindle 9 from being overloaded when the running weight hits the transverse part 10 or the inner end surface of the lever 1, which could damage the spindle 9 or the nut segment 8, is the shaft 20 provided with a stroke limiter.
This consists of a noecent rotating with the shaft 20. Carrier 23, which has two cams 23a and 23b, and a cam disk 24 that is movable parallel to itself, the central bore of which is provided with an internal thread, through which the shaft 20 provided locally with screw thread 25 is inserted. A rotation of the cam disk 24 is prevented by a pin 26 which is attached to the frame. and over which the cam disk slides with a corresponding recess.
The cam of the disk 24 hits one of the cams 23a or 23b when the running weight has almost reached the end of its path.
The position of the running weight is indicated by means of an indicator element 27 which is arranged on an arm 28 which is rigidly connected to the lever 1, and a reading disk 29 which is fastened on a shaft 30 which is mounted in the lever 1 . The shaft 30 carries a disk 31 over which a flexible metal band 32 runs, the end of which is connected to the running weight. A helical spring 33 is arranged around the shaft 30 and connected at its end to the disk 31 and at its other end to the lever 1. This spring keeps the metal band 32 tensioned.
Various other options exist. Thus, instead of the very flat universal joints, those can be used in which the connection between the spindle 9 and the shaft 15 is achieved because the bracket is connected to a flat spring ring 36, as shown in FIGS. 2 and 3 is.
When the lever is tilted, the ring 36 flexes. The die of the ring should be chosen in such a way that an adjustment of the barrel weight by the screw spindle does not result in a tilting moment being exerted on the lever. This joint has essentially the same effect as a universal joint.
4 shows how the second universal joint can be replaced by a flexible coupling arranged between the shafts 20 and 15, which coupling consists of a rubber tube 38 which is clamped onto the shafts.
It should also be noted there. I3 instead of the screw spindle, other links for driving the barrel weight from the joint can also be used. One can imagine the weight to be connected with an endless ribbon. The endless belt is then driven by the aforementioned joint.