Abschaltvorrichtung für Waagen, insbesondere Neigungswaagen
Es sind bereits Abschaltvorrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine oder mehrere Lichtschranken auf der Waagenskala angeordnet sind, welche beim Durchgang des Waagenzeigers entsprechende Schaltvorgänge auslösen, wodurch der Zulauf der Wiegekomponenten verändert werden kann. Die einzelnen Lichtschranken sind dabei jeweils an dem entsprechenden Skalenwert anzubringen und müssen bei Rezeptwechsel von Hand auf die neuen Werte eingestellt werden. Die Anzahl der Komponenten und ihre Grösse ist hierbei begrenzt, da wegen der räumlichen Ausdehnung der Lichtschrankenanordnung nicht beliebig viele Lichtschranken nebeneinander auf die Waagenskala aufgesetzt werden können.
Es sind ferner Abschaltvorrichtungen bekannt, bei welchen eine Lichtschranke oder ein Lichtschrankenpaar ferngesteuert an verschiedene Stellen der Waagen skala gebracht werden kann. Hierzu sind jedoch komplizierte Steueranordnungen notwendig und ein derartiger Einstellvorgang benötigt in manchen Fällen zu viel Zeit.
Es sind schliesslich Abschaltvorrichtungen bekannt, bei welchen der Zeigerausschlag der Waage zunächst in eine elektrische Widerstandsgrösse verwandelt wird, etwa durch ein Schleifpotentiometer, der dann als Brückenwiderstand in eine elektrische Brückenschaltung, etwa nach der Art der Wheatstoneschen Brücke eingefügt wird. Durch Vorwahl entsprechender Vergleichswiderstände ergeben sich bestimmte Nullpunkte der Diagonalspannung in der Brücke, die für die Abschaltvorgänge ausgenützt werden können. Der Vorteil einer solchen Abschaltvorrichtung liegt darin, dass sich auf der Waagenskala keine verschiebbaren Lichtschranken befinden, welche Platz beanspruchen und bewegt werden müssen.
Der Abschaltpunkt kann durch Vorwählen entsprechender Vergleichswiderstände unmittelbar auf jeden beliebigen Wert der Skala eingestellt werden. Der Nachteil solcher Vorrichtungen liegt jedoch in der Reibung des mit der Zeigerachse verbundenen Geberpotentiometers. Auch der Versuch, die Stellung des Zeigers induktiv oder kapazitiv zu übertragen und in eine elektrische Widerstandsgrösse umzuwandeln, hat zu keinem Erfolg geführt, da derartige Vorrichtungen entweder bei einfachem Aufbau eine sehr geringe Genauigkeit besitzen oder eine sehr komplizierte und kostspielige Anordnung erfordern.
Die vorliegende neue Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung für Waagen, insbesondere für Neigungswaagen.
Die neue Erfindung ist gekennzeichnet durch einen ersten Impulsgeber, der eine gleichförmige Impulsfolge in ständiger Wiederholung entsprechend der Teilung der Waagenskala aussendet und durch einen nach jedem Ablauf einer Skalenimpulsfolge des ersten Impulsgebers einen einzigen Impuls aussen denen zweiten Impulsgeber sowie einen dritten Impulsgeber, der einmal während jeder Skalenimpulsfolge einen Steuerimpuls abgibt, welcher vom Beginn der Skalenimpulsfolge um einen solchen Betrag entfernt liegt, der der Entfernung des Waagenzeigers vom Skalennullpunkt entspricht, wobei der erste und zweite Impulsgeber auf ein voreinstellbares Impulszählwerk wirken, welches derart ausgebildet ist, dass vom Impulszählwerk nach Aufnahme der voreingestellten Anzahl von Impulsen des ersten Impulsgebers ein Freigabeimpuls ausgeht,
der einen elektronischen Schalter schliesst und dass der Impuls des zweiten Impulsgebers nach jedem Ablauf einer Skalenimpulsfolge das Impulszählwerk in seine Nullage bringt und damit den elektronischen Schalter wieder öffnet, wobei dieser elektronische Schalter in der Steuerleitung zwischen dem dritten zeigergesteuerten Impulsgeber und der Steuereinrichtung für den Wiegegutzufluss liegt, so dass die Steuerimpulse des dritten Impulsgebers erst wirksam werden können, wenn der Waagenzeiger einen der voreingestellten Impulszahl des Impulszählers entsprechenden Bereich der Waagenskala überschritten hat.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Messsystem nach der Erfindung in Verbindung mit schematisch dargestellten Schalt- und Steuerelementen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1 gezeigten rotierenden Scheibe.
In den Fig. 1 und 2 ist der Anzeigeteil eines Waagen systems dargestellt, wobei ein Zeiger 3, welcher über eine Welle 2 mit dem hier nicht sichtbaren Mess-System in Verbindung steht, vor einer Skala 1 bewegt wird. Zeiger 3 und Skala 1 werden durch eine Abdeckscheibe 16 aus durchsichtigem Material überdeckt.
Gleichachsig zur Zeigerachse 2 ist ein drehbares System vorgesehen, welches eine Hohlwelle 5 und eine drehbare Scheibe 4 aufweist. Die drehbare Scheibe 4 trägt auf einem Kreis von bestimmtem Radius Schlitze 29 sowie auf einem kleineren Radius einen weiteren Schlitz 32. Die Hohlwelle 5 ist über Zahnräder 7,8 durch einen Elektromotor 6 antreibbar und rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.
An der stirnseitigen Öffnung der Hohlwelle 5 ist eine semikonvexe Sammellinse 10 vorgesehen, welche von einer feststehenden Lichtquelle 9 beleuchtet wird.
Im Bereich der Befestigung der drehbaren Scheibe 4 an der Hohlwelle 5 befindet sich in dieser ein rechteckiges Prisma 11, welches die Lichtstrahlung senkrecht umlenkt.
Im Strahlenweg folgt dann - auf der Scheibe 4 befestigt - eine weitere semikonvexe Linse 12 und ein Prisma 13, welches das Licht auf einen in der drehbaren Scheibe 4 vorgesehenen Spalt 14 wirft. Zur Rückleitung des reflektierten Lichts sind auf der Scheibe 4 eine weitere Schlitzblende 17 und ein Prisma 18 vorgesehen, an die sich ein Kondensor, bestehend aus zwei Kondensorlinsen 20 anschliesst. Vom Prisma 13 zum Prisma 18 kann der Lichtstrahl nur mit Hilfe eines auf dem Zeiger 3 angebrachten Hohlspiegels 15 gelangen. Das hindurchtretende Licht fällt dann auf ein weiteres Prisma 19 und gelangt von dort in eine in der Umlaufachse fest angebrachte Photozelle 21. Die umlaufenden Schlitze 29 werden durch eine feste Lichtquelle 27 beleuchtet, so dass in einer dahinterliegenden Photozelle 28 entsprechende Impulse auftreten.
Die Abtastung des Spaltes 32 erfolgt mit Hilfe einer Lichtquelle 30 durch eine Photozelle 31.
Die von den Photozellen 28 und 31 ausgehenden elektrischen Impulse werden über Zuleitungen 33, 34 einem auf eine bestimmte Impulszahl voreinstellbaren Impulszählwerk 26 und einem elektronischen Schalter 22 zugeleitet. Zwischen dem elektronischen Schalter 22 und dem voreinstellbaren Impulszählwerk 26 besteht eine weitere Verbindung 35. Die von der Photozelle 21 ausgehenden Steuerimpulse gelangen über Steuerleitung 36 bei geschlossenem elektronischem Schalter 22 in ein Abschaltgerät 23, welches über einen Wahlschalter 24 mit entsprechenden Wiegegutzufuhreinrichtungen 25 verbunden ist. Das voreinstellbare Impulszählwerk, der elektronische Schalter, Abschaltgerät und die Wiegegutzufuhreinrichtungen sind handelsübliche Teile, die in diesem Zusammenhang nicht mehr erläutert werden müssen.
Die Einzelteile der beschriebenen Abschaltvorrichtung wirken in folgender Weise zusammen:
Bei eingeschaltetem Elektromotor 6 wird die drehbare Scheibe 4 angetrieben und rotiert gleichförmig mit der Hohlwelle 5. Dabei werden die der Skalenteilung entsprechenden Schlitze 29 durch den von der Lichtquelle 27 zur Photozelle 28 gerichteten Richtstrahl hindurchgeführt und rufen eine intermittierende Beleuchtung hervor. Hierdurch werden in der Photozelle 28 Spannungsimpulse erzeugt, welche eine gleichförmige Impulsfolge darstellen.
Diese gleichförmige Impulsfolge wird über die Zuleitung 33 in das Impulszählwerk 26 eingeführt. Dieses ist derart aufgebaut, dass eine gewisse wählbare Zahl von Impulsen unterdrückt wird, während der nachfolgende Impuls einen elektrischen Freigabeimpuls zum elektronischen Schalter 22 weitergibt.
Besteht also die gleichförmige Impulsfolge aus beispielsweise 1000 Impulsen (entsprechend 1000 Skalenteilen der Waage), und ist das Impulszählwerk auf den Wert 100 voreingestellt, so werden die von der Photozelle 28 über die Leitung 33 an das Impulszählwerk laufend weitergegebenen Impulse bis zur Zahl 100 unterdrückt und bleiben für die Schaltvorgänge wirkungslos. Beim Eintreffen des 101. Impulses im Impulszählwerk wird von diesem ein Freigabeimpuls nach dem elektronischen Schalter 22 gegeben, der den Schalter schliesst.
Damit die Zählung der Einzelimpulse im Impulszählwerk 26 nicht summierend weiterläuft, wird am Ende jeder gleichförmigen Impulsfolge über den Schlitz 32, welcher mit der Lichtquelle 30 und der Photozelle 31 zusammenarbeitet, ein Rückstellimpuls gegeben, welcher über die Leitung 34 dem Impulszählwerk 26 und dem elektronischen Schalter 22 zugeleitet wird. Im Impulszählwerk 26 bewirkt der ankommende Rückstellimpuls die Einstellung auf den ursprünglichen Nullwert, so dass die Zählung erneut beginnen kann.
Der elektronische Schalter 22 wird beim Eintreffen des Rückstellimpulses von der Photozelle 31 wie- der geöffnet.
Während des Umlaufs der drehbaren Scheibe 4 fällt Licht von der feststehenden Lichtquelle 9 durch die semikonvexe Linse 10 über das Prisma 11 und die weitere semikonvexe Linse 12 mit dem zugehöri gen Prisma 13 in den Spalt 14, welcher somit als eine erleuchtete rechteckige Fläche erscheint. Durch den am Zeiger 3 in entsprechender Einstellung befestigten Hohlspiegel 15 wird in der einzigen Stellung, in der eine gemeinsame optische Achse des Gesamtsystems während des Umlaufs vorliegt, ein Bild des erleuchteten Spaltes 14 über Blende 17, Prisma 18, die Linsen 20 und Prisma 19, 20 in die Photozelle 21 geleitet. Die Photozelle reagiert auf den eintreffenden Lichtimpuls mit einem entsprechenden Spannungsimpuls, welcher zunächst über den einen Teil der Steuerleitung 36 zum elektronischen Schalter 22 weitergeleitet wird.
Ist beim Ankommen des Steuerimpulses der elektronische Schalter 22 geschlossen, was jedoch nur dann der Fall sein kann, wenn nach Ablauf der voreingestellten Impulszahl im Impulszählwerk ein Freigabeimpuls an den elektronischen Schalter 22 gegeben worden ist, dann wird dieser Steuerimpuls in das Abschaltgerät 23 geleitet und löst dort je nach der Stellung des Wahlschalters 24 die Abschaltung einer der Wiegegutzufuhreinrichtungen 25 aus. Hierdurch wird der in der Abbildung nicht sichtbare Zulauf des Wiegegutes ge schlossen und die Auswiegung der nächsten Komponente kann nach Weiterschalten des Wahlschalters 24 auf die nachfolgende Wiegegutzufuhreinrichtung erfolgen.
Der von der Zeigerstellung abhängige Steuerimpuls wird also während jeder Impulsfolge der Skalenimpulse einmal gegeben. Er bleibt jedoch unwirksam, solange die Stellung des Zeigers noch nicht den voreingestellten Wert (die voreingestellte Impulszahl) erreicht hat. In diesem Fall wird der Steuerimpuls ausgelöst, ehe der elektronische Schalter 22 durch den Freigabeimpuls vom voreinstellbaren Impulszählwerk 26 geschlossen worden ist. Der Steuerimpuls kann daher nicht zum Abschaltgerät 23 gelangen und somit auch keine Abschaltwirkung hervorrufen. Bei kontinuierlicher Zufuhr des Wiegegutes wandert der Zeiger 3 langsam aus seiner Nullage bis zum Einstellwert. Sowie er diesen Wert um einen Skalenteil überschritten hat, erfolgt die Abschaltung, da nunmehr der Steuerimpuls über den freigegebenen elektronischen Schalter 22 weitergeleitet wird.