Arretiervorrichtung für Analysen- oder Mikrowaagen
Es sind Analysen- und Mikrowaagen bekannt, welche einen unsymmetrischen Waagebalken verwenden. Dieser weist an seinem einen längeren Waagebalkenarm ein Gegengewicht auf; der kürzere Waagebalkenarm ist mit der einzigen Aussenschneide versehen. Bei der Durchführung einer Wägung ist die Mittelschneide dieses unsymmetrischen Waagebalkens auf einem Widerlager abgestellt, so dass sich der Waagebalken um die Mittelschneide schwenken kann.
Auf der Aussenschneide sitzt das Gehänge, welches sowohl die Waageschale als auch die Schaltgewichte trägt. Um die Schneiden des Waagebalkens vor Beschädigungen zu schützen, ist eine Arretiervorrichtung vorgesehen, welche in ihrer arretierenden Stellung die Mittelschneide des Waagebalkens vom Widerlager und das Gehänge von der Aussenschneide des Waagebalkens abhebt.
Die bisher üblichen Arretiervorrichtungen für Analysen- und Mikrowaagen mit unsymmetrischem Waagebalken verwenden in der Regel einen einzigen am Waagengestell angelegten Schieber, der in wenigstens näherungsweise lotrechter Richtung beweglich ist. Auf diesem Schieber sind drei Abhebeorgane angebracht, welche in der angehobenen Stellung dieses Schiebers das Gehänge von der Aussenschneide des Waagebalkens abheben. Der Schieber weist drei weitere Abhebeorgane auf, welche von unten her so am Waagebalken angreifen, dass auch dessen Mittelschneide vom Widerlager abgehoben wird, sofern sich der Schieber in der angehobenen Stellung befindet.
Um den Waagebalken zuverlässig zu unterstützen, greifen zwei der letztgenannten Abhebeorgane am längeren Waagebalkenarm in der Umgebung des Gegengewichtes an, während das dritte dieser Abhebeorgane den kürzeren Waagebalkenarm in der Umgebung der Aussenschneide von unten her stützt. Der Waagebalken ist damit nicht nur arretiert, sondern auch in mechanischer Hinsicht völlig entlastet.
Es zeigt sich nun, dass in derartigen Analysenund Mikrowaagen nach jeder Betätigung der Arretiervorrichtung zwecks Freigabe des Waagebalkens eine langsam abklingende Änderung der Nullpunktslage des Waagebalkens auftritt, die für rasche und genaue Wägungen sich störend auswirkt. Die vorliegende Erfindung fusst nun auf der Erkenntnis, dass diese Störerscheinung in der bei jeder Betätigung der Arretiervorrichtung auftretenden Änderung der mechanischen Belastung der Waagebalkenarme begründet ist, wobei die unvermeidlichen Hysteresisverluste und gegebenenfalls auch elastische Nachwirkungen im Waagebalken die störenden Nullpunktsschwankungen hervorrufen. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Mängel zu beseitigen.
Demgemäss befasst sich die Erfindung mit einer Arretiervorrichtung für Analysen- oder Mikrowaagen mit einem ein Gegengewicht aufweisenden unsymmetrischen Waagebalken, wobei in der Freigabestellung der Arretiervorrichtung die Mittelschneide dieses Waagebalkens auf einem am Waagengestell angebrachten Widerlager sitzt und das mit der Waageschale und den Schaltgewichten versehene Gehänge auf die einzige Aussenschneide des Waagebalkens abgesetzt ist, während in der arretierenden Stellung der Arretiervorrichtung der Waagebalken auf einer Mehrzahl von Abhebeorganen und das Gehänge auf einer Mehrzahl von Abhebeorganen ruht, so dass die Mittelschneide des Waagebalkens vom Widerlager und das Gehänge von der Aussenschneide des Waagebalkens abgehoben ist.
Die erfindungsgemässe Arretiervorrichtung ist hierbei dadurch gekennzeichnet, dass in der arretierenden Stellung der Arretiervorrichtung der unsymmetrische Waagebalken ausschliesslich auf zwei in der Umgebung seiner Mittelschneide von unten her angreifenden Abhebeorganen ruht, und dass der mit der Aussenschneide versehene Waagebalkenarm an einem in der Umgebung seiner Aussenschneide von oben her angreifenden Rückhalteorgan anliegt, welches diesen Waagebalkenarm entgegen der Wirkung des am anderen Waagebalkenarm angebrachten Gegengewichtes so weit zurückhält, dass das Gehänge ebenfalls auf den ihm zugeordneten Abhebeorganen ruht und von der Aussenschneide abgehoben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei alle für das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlichen Teile der Waage aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf die Arretiervorrichtung und auf den unsymmetrischen Waagebalken, wobei die arretierende Stellung der Arretiervorrichtung veranschaulicht ist,
Fig. 2 eine Frontansicht auf die Arretiervorrichtung und auf den kürzeren Waagebalkenarm an der Stelle 2-2 der Fig. 1 und
Fig. 3 einen Schnitt durch die Arretiervorrichtung und durch den Waagebalken an der Stelle 3-3 der Fig. 1.
In den Fig. 2 und 3 ist dabei im Gegensatz zur Fig. 1 die Freigabestellung der Arretiervorrichtung gezeigt, und es sind nur die oberen Teile der Arretiervorrichtung veranschaulicht.
Der unsymmetrische Waagebalken besteht zur Hauptsache aus einem hochkant gestellten plattenförmigen Teil 4, der die beiden Waagebalkenarme 5 und 6 bildet. Der längere Waagebalkenarm 6 ist mit einem Gegengewicht 7 sowie mit einer Strichplatte 8 versehen, welch letztere zur Ablesung der jeweiligen Neigung des Waagebalkens dient. Am plattenförmigen Teil 4 des Waagebalkens sind noch zwei starre und seitlich auskragende Schneidenstützen 9 und 10 befestigt, wobei aus der Unterseite der Schneidenstütze 10 die Mittelschneide 11 (Fig. 3) und aus der Oberseite der Schneidenstütze 9 die Aussenschneide 12 (Fig. 2) hervorragt. Die Schneidenstütze 9 weist ausserdem ein Lager 13 auf, das in der Nähe der Mitte der Aussenschneide 12 und etwas zur Mittelschneide 11 hin versetzt am kürzeren Waagebalkenarm 5 angebracht ist.
Die obere Fläche dieses Lagers 13 (Fig. 1) soll sich wenigstens näherungsweise auf der Höhe der Schneidenkante der Aussenschneide 12 befinden. In entsprechender Weise hat die Schneidenstütze 10 zwei Lager 14 und 15 -(Fig. 3), die sich je an ein Ende der Mittelschneide 11 anschliessen und sich wenigstens näherungsweise auf der Höhe der Schneidenkante der Mittelschneide 11 erstrecken.
Das auf die Aussenschneide 12 aufsetzbare Gehänge weist ein plattenförmiges Widerlager 16 auf, welches aus der Unterseite eines Zwischenstückes 17 gemäss der Fig. 2 hervorragt. An der Oberseite des Zwischenstückes 17 ist in bekannter Weise ein Verbindungsbügel 18 mittels Spitzenlager 19 um eine Achse schwenkbar angelenkt, die sich quer zur Längsrichtung der Aussenschneide 12 erstreckt. In der Fig. 2 ist der Verbindungsbügel 18 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht veranschaulicht. Am unteren Ende des Verbindungsbügels 18 ist schliesslich die ebenfalls übliche Tragstange 20 angelenkt, an welcher sowohl die Waageschale als auch die Schaltgewichte hängen. Die Waageschale, die Schaltgewichte und die diesbezüglichen weiteren an der Tragstange 20 befindlichen Aufhängemittel sind in der Zeichnung nicht dargestellt, und die Tragstange 20 ist nur abgebrochen gezeigt.
Vom Waagengestell ist nur die feststehende Säule 21 wiedergegeben, die an ihrem oberen abgekröpften Ende das Widerlager 22 aufweist, auf welchem in der Freigabestellung der Arretiervorrichtung die Mittelschneide 11 des Waagebalkens 4 bis 6 ruht, wie dies die Fig. 3 zeigt.
Die Arretiervorrichtung weist einen Schieber 23 auf, der mit Hilfe von zwei an der Säule 21 einseitig befestigten Blattfedern 24 und 25 parallelgeführt und in lotrechter Richtung beweglich ist. Das obere Ende dieses Schiebers ragt über den kürzeren Waagebalkenarm 5 hinüber (Fig. 2) und ist mit einem nach unten weisenden Rückhalteorgan 26 versehen. In der arretierten Stellung drückt dieses Rückhalteorgan 26 von oben her auf das am kürzeren Waagebalkenarm 5 angebrachte Lager 13, so dass sich die in der Fig. 1 veranschaulichte Stellung ergibt. Ferner hat die Arretiervorrichtung einen weiteren Schieber 27, der ebenfalls von der Säule 21 aus vermittels zwei Blattfedern 28 und 29 parallelgeführt und in lotrechter Richtung beweglich ist. Der weitere Schieber 27 hat ein plattenförmiges Kopfstück 30, das sich völlig unterhalb des Waagebalkens 4 bis 6 erstreckt.
Auf dem Kopfstück 30 des Schiebers 27 sind drei nach oben ragende und oben zugespitzte Abhebeorgane 31 bis 33 befestigt, welche in der arretierenden Stellung der Arretiervorrichtung in auf der Unterseite des Zwischenstückes 17 angebrachte Führungen eingreifen und das Zwischenstück 17 - und damit auch das ganze Gehänge 16 bis 20 - von der Aussenschneide 12 des Waagebalkens 4 bis 6 abheben. Ferner weist das Kopfstück 30 des Schiebers 27 zwei weitere nach oben ragende und oben zugespitzte Abhebeorgane 34 und 35 auf. Diese sind so angeordnet, dass sie mit den Lagern 14 und 15 korrespondieren und von unten her in die Führungen dieser Lager eingreifen können.
In der arretierenden Stellung der Arretiervorrichtung (Fig. 1) wird demnach der Waagebalken 4 bis 6 vermittels der beiden Abhebeorgane 34 und 35 beidseits der Enden seiner Mittelschneide 11 so weit angehoben, dass die Mittelschneide 11 sich vom Widerlager 22 genügend weit abhebt. Weitere Abhebeorgane sind für den Waagebalken 4 bis 6 nicht vorgesehen. Da insbesondere der längere Waagebalkenarm 6 nirgends unterstützt ist, hat das Gegengewicht 7 die Tendenz, den Waagebalken im Uhrzeigersinn um die Spitzen der Abhebeorgane 34 und 35 zu drehen. Diese Drehung wird jedoch durch das Rückhalteorgan 26 verhindert, welches den kür zeren Waagebalkenarm 5 so weit nach unten drückt, dass sich die Aussenschneide 12 vom Widerlager 16 entfernt, wie dies die Fig. 1 zeigt.
Um nun aus der arretierenden Stellung nach Fig. 1 in die Freigabestellung der Arretiervorrichtung überzugehen, wird der mit dem Rückhalteorgan 26 versehene Schieber 23 nach oben und gleichzeitig der mit den Abhebeorganen 31 bis 35 versehene Schieher 27 nach unten bewegt. Um diese gegenläufige Bewegung der beiden Schieber 23 und 27 zu bewirken, wird jeder dieser Schieber vermittels einer Kurvenscheibe 36 bzw. 37 gehoben oder gesenkt, wie dies in der Fig. 1 angedeutet ist. Die beiden Kurvenscheiben 36 und 37 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 38, die in der Säule 21 drehbar gelagert ist.
An dem nicht veranschaulichten und aus dem Waagengehäuse herausragenden Ende der Welle 38 ist noch der übliche Betätigungsknopf vorgesehen, mittels welchem die Arretiervorrichtung von Hand bedient werden kann. In der Freigabestellung der Arretiervorrichtung sitzt die Mittelschneide 11 des Waagebalkens 4 bis 6 auf dem Widerlager 22 auf, so dass sich der Waagebalken um die Kante der Mittelschneide 11 drehen kann. Dabei nimmt der Schieber 27 seine tiefste Lage ein, so dass die Abhebeorgane 34 und 35 gemäss der Fig. 3 nach unten zurückgezogen sind. Gleichzeitig sind aber auch die Abhebeorgane 31 bis 33 nach unten zurückgezogen, so dass gemäss der Fig. 2 das Widerlager 16 des Gehänges 16 bis 20 auf der Aussenschneide 12 aufliegt.
Damit das Rückhalteorgan 26 die Bewegung des Waagebalkens 4 bis 6 nicht beeinträchtigt, soll der Schieher 23 in der Freigabestellung der Arretiervorrichtung seine höchste Lage einnehmen, so dass dann das Rückhalteorgan 26 nach oben zurückgezogen ist.
Um die Waage zu arretieren, das heisst um aus der Freigabestellung in die arretierende Stellung überzugehen, wird die Welle 38 um eine halbe Umdrehung gedreht. Dadurch wird gleichzeitig der Schieber 27 gehoben und der Schieber 23 gesenkt. Durch das Anheben des Schiebers 27 kommen die Abhebeorgane 34 und 35 in Berührung mit den Lagern 14 und 15 des Waagebalkens 4 bis 6, und gleichzeitig greifen die Abhebeorgane 31 bis 33 von unten her am Zwischenteil 17 an. Dadurch wird sich der Waagebalken 4 bis 6 infolge seines Gegengewichtes 7 leicht im Uhrzeigersinn um die Spitzen der Abhebeorgane 34 und 35 zu drehen beginnen.
Diese Drehung des Waagebalkens wird jedoch durch das Senken des weiteren Schiebers 23 und vermittels des Rückhalteorgans 26 begrenzt, und das Rückhalteorgan wird schliesslich den kürzeren Waagebalkenarm 5 nach unten drücken, so dass sich das Widerlager 16 von der Aussenschneide 12 abhebt und die in der Fig. 1 veranschaulichte arretierte Stellung des Waagebalkens 4 bis 6 und des Gehänges 16 bis 20 erhalten wird.
In der arretierten Stellung gemäss der Fig. 1 ist nun offenbar der längere Waagebalkenarm 6 durch das Gegengewicht 7 noch genau gleich belastet, wie in der Freigabestellung. Aber auch der kürzere Waagebalkenarm 5 steht in der arretierten Stellung praktisch unter derselben Beanspruchung wie in der Freigabestellung. Beide Waagebalkenarme 5 und 6 werden infolge der - Wirkung des Gegengewichtes 7 einerseits und des Rückhalteorgans 26 anderseits auf Durchbiegung beansprucht, wobei das Mass dieser Biegungsbeanspruchung praktisch gleich gross ist wie in der Freigabestellung. Hysteresiserscheinungen und elastische Nachwirkungen können daher bei der Betätigung der Arretiervorrichtung am Waagebalken 4 bis 6 nicht auftreten und die Folge davon ist, dass Schwankungen der Nullage des Waagebalkens infolge solcher Effekte vermieden werden.
Es kann daher schon unmittelbar nach der Betätigung der Arretiervorrichtung und in der Freigabestellung derselben mit genauen Wägungen begonnen werden.
Eine einfachere Ausführung der vorliegenden Erfindung könnte darin bestehen, dass das Rückhalteorgan 26 nicht auf einem beweglichen Schieber, sondern feststehend angebracht wird. Dann müsste aber der mit den Abhebeorganen 31 bis 35 bestückte und verbleibende Schieber 27 einen erheblich grösseren Hub bei der Betätigung der Arretiervorrichtung zurücklegen, um einerseits die gewünschte Arretierung des Gehänges 16 bis 20 sowie des Waagebalkens 4 bis 6 zu erreichen und um anderseits in der Freigabestellung der Arretiervorrichtung dem Waagebalken 4 bis 6 das erforderliche Bewegungsspiel um seine Mittelschneide 11 freizugeben. Ferner wäre es möglich, die Abhebeorgane 31 bis 33, welche für das Gehänge 16 bis 20 vorgesehen sind, nicht auf dem Schieber 27, sondern auf einem besonderen Schieber anzubringen, der zwar gleichsinnig wie der Schieber 27, aber mit anderem Hub bewegt wird.
Das Rückhalteorgan 26 könnte dabei auf einem dritten und gegenläufig bewegten Schieber 23 sitzen oder auch feststehend angebracht werden. Diese und ähnliche Varianten sind indessen teils bezüglich des benötigten Aufwandes und teils bezüglich der angestrebten Wirkungsweise weniger günstig, als die in der Zeichnung im Prinzip dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.