Reibungsfreie Waage
Die Erfindung betrifft eine neuartige Waagenkonstruktion.
Waagen werden gewöhnlich mit empfindlichen, Messerschneiden ausgerüstet, die auf brüchigen Saphiren oder Achaten gelagert sind, um die Reibung zu verringern. Diese Lager müssen vor Stoss und Erschütterung geschützt und staubfrei gehalten werden, um die Empfindlichkeit der Waage zu erhalten. Empfindliche Waagen werden gewöhnlich mit langen Waagebalken ausgerüstet, die grosse Gehäuse erfordern. Es ist häufig erforderlich, kleine Justierungen und Reparaturen an Waagen vorzunehmen. Dies ist bei unzugänglichen Installationen von Waagen, wenn radioaktive Materialien gewogen werden sollen, schwierig, wenn nicht unmöglich.
Wenn eine Reparatur unmöglich ilst, stellt die Entfernung der radioaktiv verseuchten Vorrichtung ein Problem dar, da der Raumbedarf für die Beseiltigung häufig sehr kost- spielig zu beschaffen ist. In einigen Fälllen wurden magnetische Waagen verwendet, jedoch sind diese ebenfalls mit üblichen Waagebalken und Waage schneidenmechanismen ausgerüstet worden.
Die Erfindung erlaubt einen unempfindlichen, kompakten, neuartigen Waagentyp, der ein relativ hohes Mass an Genauigkeit und Empfindlichkeit gewährleistet und der für die Fernsteuerung verwendet werden kann zu schaffen. Diese Waage ist mit einem reibungsfreien Luftlager ausgerüstet, das mit einem friktionsfreien magnetischen Gegengewicht und einer Einrichtung, um das Gewicht mit einem Luftmessgerät zu messen, das ebenfalls die Reibungsfreiheit der Waage gewährleistet, versehen ist. Die beweglichen Teile dieser Waage sind vollständig durch wenigstens eine dünne Schicht Gas oder Luft isoliert.
Unter Verwendung dieser neuartigen Kombination wird eine Waage geschaffen, die nur einen Bruchteil des Raumes einnimmt, der normalerweise für eine Waage erforderlich ist, und die ohne Schaden zu erleiden einer beträchtlichen Erschütterung und einem starken Stoss ausgesetzt werden kann. Diese Waage ist relativ wohl'fein und verhältnismässig einfach herzustellen. Zwischen sich gegeneinander bewegenden Teilen existiert keine Reibung, so dass keinerlei Schmierung und Wartung erforderlich ist. Diese Merkmale in Verbindung mit einer Fernanzeige machen die dargelegte Waage für die Verwendung in radioaktiv verseuchten Zonen in idealer Weise geeignet.
Die erfindungsgemässe Waage ist besonders gut zu einem go, no-go -Typ ausbildbar, da sie mit einer direkt ablesbaren Gewichtsanzeige versehen und mit einer hohen Empfindlichkeit in einem spezifisohen Gewichtsbereich konstruiert werden kann. Es sind keine Gewichte erforderlich, mit Ausnahme zum Eichen der Anzeigevorrichtung.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine rolbuste Waage zu schaffen, die nicht mit empfindlichen Schneiden ausgerüstet ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer kompakten Waage.
Ebenfalls eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine reibungsfreie Waage zu schafen, die wenig oder gar keiner Wartung bedarf, um in unzugänglichen Zonen verwendet zu werden.
Anhand der Figur, die eine schematische Schnitt ansioht darstellt, wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
Ein Aiuminiumgehäuse 10 weist eine Deckplatte 12 auf, die eine Fassung für ein Luftlager 14 besitzt, das auf bekannte Weise konstruiert werden kann, wie beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 1 906715 beschrieben wird. In einem solchen Luftlager wird ein reibungsfreier Film aus Druckluft zwischen sich bewegenden Teilen aufrecht erhalten. Die Druckluft für das Luftlager 14 dieser Waage wird, wie schematisch dargestellt, aus der Druckluftquelie 15 bezogen. Eine vertikale Aluminiumwelle 16 wird in radialer Richtung unterhalb ihres oberen Endes 17 auf einem längeren Stück von dem Luftlager 14 gehalten. Die Welle 16 besitzt einen konischen Teil 18 unterhalb des Luftlagers 14 sowie ein unteres Ende 20.
Der konische Teil 18 kann sich in irgendeiner Weise verjüngen, jedoch wird ein umgekehrter Konus bevorzugt.
Das untere Ende 20 der Welle 16 passt in die Zentral öffnung eines Ringmagneten 24, der auf der Welle 16 gegen einen Absatz 25 derselben durch die Rückstosskraft des Ringmagneten 26 gehalten wird. Der letztgenannte Magnet ruht in einer Aluminlumsehale 28 und besitzt eine Mittelöffnung, die in einen Mittelzapfen 29 passt, der sich innen unten und koaxial zu der Welle 16 angeordnet in der Schale befindet. Die Schale 28 wird von einer Bodenplatte 30 des Gehäuses 10 mittels einer Schraube 32 gehalten, die durch die Bodenplatte geschraubt ist und einen gewindefreien Endteil 32a besitzt, der in eine Aussparung in der Schale 28 passt und sich in den Zapfen 29 hinein erstreckt. Das untere Ende der Schraube 32 weist ein Stellrad 34 auf.
Eine Hülse 36 aus Kupfer ist auf der Schale 28 koaxial zu der Welle 16 angeordnet und umgibt den Magneten 24 in geringem Abstand. Die Magneten 24 und 26 sind so installiert, dass gleiche Pole einander mit hinreichender Kraft abstossen, um die Welle 16 zu tragen.
Ein Luftmessgerät 38, das eine Düse 40 und ein Anzeigegerä, t 42 zur Messung des inneren Stau- drucks aufweist, liefert Luft aus einem Luftdosiersystem 43, das mit der Druckluftversorgung 15 verbunden ist. Der Luftstrahl aus dem Luftmessgerät wird gegen den konischen Teil 18 der Welle 16 gerichtet Wenn der Abstand zwischen der Düse 40 und dem konischen Teil 18 abnimmt, nimmt der innere Staudruck in dem Messgerät 38 zu. Das Messgerät kann so konstruiert sein, wie es in Figur 1 der US Patentschrift Nr. 2 692498 dargestellt ist.
Wenn die erfindungsgemässe Waage in Betrieb ist, wird das Luftmessgerät 38 verwendet, um das Gewicht eines Gegenstandes, der sich in einer Waagschale 44 am oberen Ende 17 der Welle 16 befindet, anzuzeigen. Dies wird erreicht, indem das Anzeigegerät 42 des Luftmessgeräts 38 so geeicht wird, dass es das einem bestimmten Abstand entsprechende Gewicht anzeigt. Je grösser das Gewicht des Gegenstandes in der Waagschale 44 ist, desto näher kommen die Magneten 24 und 26 einander, um sich mit einer hin, reichenden Kraft abzustossen, die dem Gewicht des zu wägenden Gegenstandes, der Waagschale 44 und der Welle 16 entspricht. Je näher die Magnete 24 und 26 zusammenrücken, desto tiefer senkt sich die Welle 16 in das Gehäuse ein und desto kleiner ist der Abstand zwischen der Düse 40 und dem konischen Teil 18 der Welle 16.
Eine Nullpunktsteilung für das Gewichtsanzeigegerät 42 wird durch Heben oder Senken des Magneten 26 erhalten. Die Einstellung kann leicht durch Fernsteuerungen bewirkt werden, indem das Einstellrad 34 verdreht wird.
Die Empfindlichkeit der Waage wird zum Teil durch das Mass der Konizität des konischen Teils 18 und zum Teil durch die Stärke der Magnete 24 und 26 bestimmt. Die abstossende Kraft zwischen den Magneten 24 und 26 ist dem Quadrat des Abstands zwi sohlen diesen Magneten umgekehrt proportional.
Deshalb würde die Empfindlichkeit dieser Waage mit zunehmendem Gewicht abnehmen. Um dieser Tatsache teilweise entgegenzuwirken, ist eine Ringscheibe 46 aus ferromagnetischem Material und ein Magnet 48 vorgesehen. Die Scheibe ist an der Welle 16 unterhalb des konischen Teils 18 und der Magnet an einem Mittelteil 50 des Gehäuses 10 befestigt. Die Welle 16 ist frei durch Mittelölffnungen des Teils 50 und des Magneten 48 geführt. Auf diese Weise wird durch die zunehmende Anziehungskraft zwischen dem Magneten 48 und der Scheibe 46 die zunehmende abstossende Kraft zwischen den Magneten 24 und 26 teilweise kompensiert, wenn der Abstand zwischen den letztgenannten Magneten abnimmt. Hierdurch wird die Empfindlichkeit der Waage erhalten, wenn schwerere Gegenstände gewogen werden.
Die für die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform verwendeten Magneten sind aus einem keramischen, magnetischen Material hergestellt, Bariumferrit (BaFe,20,0), das allgemein bekannt ist.
Die erfindungsgemässe Waagenkonstruktion wird durch eine ungebräuchliche Kombination von Lagerelementen, Waageteilen und Messvorrichtungen erreicht, die alle zusammenarbeiten, um eine unge wöhnlich reibungsfreie Waage zu bilden. Die neuartige Kombination der erfindungsgemässen Elemente schafft gleichzeitig eine ungewöhnlich stosswiderstandsfähige Waage, trotz aller scheinbar empfindlichen Beschaffenheit. Die Waage erfordert kein Schmiermittel und keine Wartung, da keinerlei Elemente so zusammenarbeiten. dass eine Reibung oder Abnutzung erfolgt.
Das beschriebene Beispiel soll die Erfindung erläutern, ohne sie zu beschränken.