Federwaage
Es sind Federwaagen bekannt, bei welchen der mit der Waageschale versehene Scha'lenträger vermittels zweier übereinander befindlicher Blattfedern an einem Zwischenteil befestigt und von diesem aus parallel geführt ist. Der Zwischenteil ist seinerseits mit Hilfe von zwei weiteren Blattfedern vom Waagengestell aus parallel'geführt und an diesem befestigt.
Die vom Zwischenteil aus einerseits zum Schalenträ- ger und anderseits zum Waagengtestell führenden Blattfedern sind alle gleich lang und derart unterein ander angeordnet, dass der Schalenträger eine näherungsweise geradlinige lotrechte Bewegung ausführt.
Am Schalenträger, am Zwischenteil und am Waagengestell sind horizontal verlaufendle Einspannstellcn für die an sich ebenen Blattfedern vorgesehen. Bei unbelasteter Waageschale biegen sich dementsprechend die Blattfedern alle leidht nach wnten durch, so dass sie schwach S-förmig verlaufen. Bei maximal belasteter Waageschale werden die Blattfedern noch stärker durchgebogen, und sie haben dann zwischen ihren horizontalen Einspannstellen einen dementsprechend ausgeprägten S-förmigen Verlauf. Die Waageschale, auf welche die zu wägenden Gegenstände gelegt werden, ist bei solchen Federwaagen starr am Schalenträger befestigt und befindet sich in der Regel oberhalb der obersten Blattfeder.
Je nach dem Ort, an welchem der zu wägende Gegenstand auf die Waageschale gelegt wird, werden die Blattfedern nicht nur auf reine Biegung, sondern zusätlich in mehr oder weniger starker Weise auch auf Torsion und Druck oder Zug beansprucht. Dieser je nach der Lage des zu wägenden Gegenstandes veränderliche Anteil der zu sätzlichen Beanspruchung der Blattfedern bringt aber gewisse Fehlerquellen mit sich und verursacht eine erhebliche Verminderung der Genauigkeit der Federwaage. Dabei ist diese Verminderung der Genauigkeit gerade dann am grössten, wenn die Maximalbelastung der Waageschale stattfindet.
Wie oben erwähnt, sind bei dieser Maximalbelastung die Blattfedern stark S-förmig durchgebogen und daher auf Torsion und Druck oder Zug sehr empfindlich.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Federwaage, bei welcher der mit der Waagesohale versehene Schalenträger vermittels einer Mehrzahl von Blattfedern an einem Zwischenteil befestigt und parallel geführt ist und dieser Zwischentei, l seinerseits vermittels einer weiteren Mehrzahl von Blattfedern am Waagengestell befestigt und parallel geführt ist.
Zweck der Erfindung ist dabei, die Genauigkeit solcher Federwaagen zu erhöhen, und dies soll erfindongsgemäss dadruch erreicht sein, dass die zwischen dem Schalen- träger und dem Zwischenteil wirkenden Blattfedern und die zwischen dem Zwischenteil und'dem Waagengestell wirkenden Blattfedern je derart vorgebogen sied, dan sie bei unbelasteter Waageschale eine S-för- mige Krümmung von solchem Ausmass haben, dass sie bei maximal belasteter Waa ; geschale dann wenigstens näherungsweise oben verlaufen.
Vorzugsweise liegen'hierbei die am Sohalenträger befindlichen Ein spannstefllen der zwischen dem Schalenträger und dem Zwischenteil befindlichen Blattfedern bei unbelasteter Waageschale höher als die den betreffenden Blattfedern zugeordneten Eimspannstellen am Zwischenteil, und in analoger Weise liegen auch die am Zwischenteil befindllichen Einspannstellen der zwischen dem Zwischenteil und dem Waagengestell wirkenden Blattfedern höher als die den betreffenden Blattfedern zugeordneten Einspannstellen am Waagengestell. Die Federwaage ist zweckmässjg noch derart ausgeführt,
dass bei maximal belasteter Waageschale die zwischen dem Schalenträger und dem Zwischenteil wirkenden Blattfedern und auch die zwischen dem Zwischenteil und dem Waagengestell wirkenden Blattfedern je we nigstens näherungsweise horizontal verlaufen, wobei am Schalenträger, am Zwischenteil'und am Waagengestell je horizontal verlaufende Einspannstellen für die Blattfedern vorgesehen sind.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei alle für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar erforderlichen Teite der Federwaage aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigt :
Fig. 1 eine Frontansicht auf den Schalenträger der Federwaage, wobei die Waageschale nicht belastet ist,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Frontansicht auf den Schalenträger der Federwaage bei maximal belasteter Waageschale und
Fig. 4 einen Vertìkalschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.
Das Waagengestell weist einen Sockel 5 von U-för- miger Standfläche auf, der mit hochgezogenen Seitenwänden 6 versehen ist. Die Seitenwändle 6 sind durch eine obere Traverse 7 miteibnander starr verbunden, die horizontal und paraDlel zum mittleren Schenkel des Sockel's 5 verläuft. Am letztgenannten mittleren Schenkel des Sockels 5 und an der Traverse 7 sind die Einspannstellen 8 und 9 für die beiden Blattfedern 10 und 11 angebracht, welche einen beweglichen Zwischenteil 12 tragen. Dieser hat Einspannstellen 13, 14 für die beiden Blattfedern 10 und 11, die gleiche Längen aufweisen.
Die lotrechten Abstände zwischen den Einspannstellen 8, 9 eilnerseits und den Einspannstellen 13, 14 anderseits sind ebenfalls gleich gross, so dass die Einspannstellen 8, 9, 13, 14 auf den Ecken eines Parallelogrammes liegen und der Zwischenträger 12 vermittels der Blattfedern 10, 11 paras geführt ist.
Der Zwischenteil 12 weist ferner zwei weitere Ein spannstellen 15 und 16 für zwei Blattfedern 17 und 18 auf, die sich oberhalb der Blattfedern 10 resp. 11 erstrecken und ebenfalls gleiche Länge haben. Die anderen Enden der Blattfedern 17, 18 sind in den Ein spannstelGen 19, 20 eines Schalenträgers 21 befestigt, und zwar derart, dass die Einspannstellen 15, 16 und 19, 20 auf den Ecken eines weiteren Parallelogram- mes liegen und der Schalenträger 21 vermittels der Blattfedern 17, 18 am Zwischenteil 12 parallel ge- führt ist. Oberhalb der obersten Blattfeder 18 erstreckt sich die Waageschale 22, die am Schalenträ- ger 21 starr befestigt sein kann.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist die Waageschale 22 nicht belastet, in der Darstellung der Fig. 3 und 4 ist hingegen auf die Waageschale 22 ein Gewicht 23 gelegt, welches dem Maximalgewicht entspricht, das noch aufgelegt werden darf.
Die Einspannstellen 8, 9 am Waagengestell 5, 6, 7, die Einspannstellen 19, 20 am Schalenträger 21 und die Einspannstellen 13, 14 und 15, 16 am Zwischenteil 12 verlaufen in an sich bekannter Weise alle horizontal, so dass auch die eingespannten Enden der Blattfedern 10, 11 und 17, 18 horizontal sich erstrecken.
Im Gegensatz zu den bekannten Federwaagen der angegebenen Bauart sind nun die Blattfedern 17, 18 derart vorgebogen, dass sie bei unbelasteter Waageschale 22 (Fig. 2) S-förmig gekrümmt verlaufen, und zwar derart, dass die Einspannstellen 19, 20 am Scha lenträger 21 höher liegen als die entsprechenden Einspannstellen 15, 16 am Zwischenteil 12. In entspre chender Weise sind die Blattfedern 10, 11 S-förmig vorgebogen, wobei die Einspannstellen 13, 14 am Zwischenteil 12 höher liegen als die diesen Blattfedem zugeordneten Ein. spannstellen 8, 9 am Waa gengestsll 5, 6, 7.
Diese S-förmiige Vorbiegung der Blattfedern 10, 11 und 17, 18 ist indessen derart bemessen, dass bei maximal belasteter Waageschale 22 (Fig. 4) alle Blattfedern möglichst genau eben und horizontal verlaufen. Haben die Blattfedern 10, 11, 17, 18 alite gleiche Abmessungen, dlas heisst gleiche länge, Breite und Dicke, und sind sie aus demselben Welkstoff hergestelilt, so lässt sich diese oben angeführte Bedingung nur dann verwirklichen, wenn die Blattfedern 10, 11 stärker S-förmig vorgebogen sind als die Blattfedern 17, 18, da di ! e Blattfedern 17, 18 nur den Schalenträger 21, die Blattfedern 10, 11 hingegen den Schalenträger 21, die Blattfedern 17, 18 und den Zwischenteil 12 tragen müssen.
Wenn demnach die Durchbiegung der Blattfedern 10, 11 unabhängig von der jeweiligen Belastung der Waageschale 22 stets genau gleich gross sein solll wie die Durchbie gung der Blattfedern 17, 18, so müssen sie im ausgebauten Zustand eine dementsprechend stärkere S-förmige Krümmung aufweisen.
Die Blattfedern 10, 11 und 17, 18 sollen somit sehr genau die erforderlichen Vorbiegungen haben, damit sie im eingebauten Zustand dann gerade die benötigte S-förmige Krümmung aufweisen. Aus her stellungstechnischen Gründen hat es sich nun als vor teilhaft erwiesen, den Blattfedern 10, 11 einerseits und 17, 18 anderseits eine um einige Prozente stär- kere als die erforderliche S-förmige Krümmung zu erteilen und dafür am Schal'enträger 21 und am Zwi schenteil 12 Mittel für die Aufnahme von Justiergewichten vorzusehen.
Diese Mittel können Aussparungen oder Bohrungen 24 und'25 sein, die im Scha- lenträger 21 und im Zwischenteil 12 angebracht sind.
In die Bohrungen 24 und 25 können nach erfolgtem Zusammenbau der Federwaage so weit Justiergewichte eingesetzt werden, bis die Blattfedern 10, 11 und 17, 18 bei unbelasteter Waageschale 22 die gewünschten S-förmigen Krümmungen aufweisen. Ist die Federwaage vermittels solcher Justiergewichte dann derart justiert, dáss erstens die S-Form der Blattfedern 17, 18 genau gleich der S-Form der Blattfedern 10, 11 ist, und zweitens diese S-Form eine vorgegebene Durchbiegung der Blattfedern ergibt, so führt der Schalenträger 21 bei einer an sich beliebigen Be lastung der Waageschale 22 eine genau lotrechte und' geradlinige Bewegung aus, wobei die Blattfedern 10, 11, 17,
18 bei der Maximalbelastung der Waageschale 22 untereinander parallal und horizontal verlaufen.
Die geradlinige Bewegung des Schalenträgers 21 ermöglicht, an ihm Strichplatten oder dergleichen anzubringen, die vermittels einer feststehenden und beispielsweise an der Traverse 7 befestigten Vergrösse- rungsoptik betrachtet werd'en können, um das Gewicht des auf die Waageschale 22 gelegten Gegenstandes abzulesen. Die Genauigkeit der Gewichtsanzeige der beschriebenen Federwaage ist nun weitgehend unabhängig davon, an welcher Stelle der Waageschale 22 der zu wägende Gegenstand aufgelegt wird.
Diese Verbesserung der Genauigkeit ergibt sich deshalb, weil mit zunehmender Belastung der Waageschale 22 die Blattfedern 10, 11, 17, 18 eine flacher werdende S-Form annehmen und gegen Torsions-und Druckoder Zugbeanspruchungen weniger empfindlich wer den. Torsions-und Drttck-oder Zugbeanspruchungen treten aber auf, wenn der zu wägende Gegenstand nicht in die Mitte der Waageschale 22, sondern exzentrisch aufgelegt ist. Bei der Maximallast (Fig. 3 und 4) stellt sich d'abei gerade die geriingste Empfindlich- keit auf Torsions-und Druck- oder Zugbeanspru chung ein, da d'ie Blattfedern 10, 11, 17, 18 dann eben verlaufen.
Die Herstellung der vorgebogenen Blattfedern 10, 11, 17, 18 bietet keine nennenswerten Schwierigkei- ten, wenn die Waage wie beschrieben mit Bohrungen 24 und 25 zur Aufnahme von Justiergewichten versehen ist. Es werden vorerst vier genau gleich lange, gleich breite und gleich dicke ebene Blattfedern aus geeignetem Federstahl oder einem anderen vergütbaren Werkstoff hergestellt. Diese Blattfedern werden paarweise in eine Lehre eingespannt, so dass sie wie in der fertigen Federwaage an ihren Enden in zwei gegeneinander beweglichen Lehrenteilen befestigt sind.
Man lässt nun auf den einen Lehrenteil eine Kraft einwirken, welche die Blattfedern auf reine Biegung beanspruche, so dass sie entsprechend der elastischen Linie S-förmig durchgebogen werden. In diesem durch- gebogenen Zustand werden die Le, hrenteile auf einem Gestell, einer Grundp atte oder dergleichen fixiert und zusammen mit den S-förmig gebogenen Blattfedern in einen Ofen gebracht, wo die Blattfedern bei geeigneter Temperatur vergütet werden. Nach erfolgter Vergütung wird die Lehre mit den noch einge- spannten Blattfedern aus dem Ofen herausgenommen und die Blattfedern nach erfolgter Abkühlung aus der Lehre entfernt.
Sie haben dann die gewüinschte S-för- mige Krümmung und können ohne weitere Nachbear- beitung in die Federwaage eingebaut werden. Um den Blattfedern 10, 11 eine stärkere S-förmige Krümmung zu geben als den Blattfedern 17, 18, werden die er steren in eine Lehre eingespannt, deren Lehrenteile stärker gegeneinander verschoben werden, als dies für die Blattfedern 17, 18 der Fall war. AllräMge Abweichungen von der gewünschrten S-förmigen Krümmung können in der Regel mittels der vorgenannten Justiergewichte bei zusammengebauter Waage kompensiert werden.
Die in den Fig. 1 bis 4 nur schematisch dargestellte Federwaage kann selbstverständlich noch mit geeigneten einstellmitteln zur Änderung der Emp findlichkeit versehen sein. Zu diesem Zweck kann man in bekannter Weise zwischen dem Schalenträger 21 und dem Waagenestell 5, 6, 7 wirkende und regelbare Zusatzfedern anbringen. Diese Zusatzfedern kön nen Blattfedern enthalten, deren Einspannstellen verschiebbar sind.