Selbsteinstellende Lagereinheit für Schneiden von Waagen
Es ist bekannt, Schneiden von Waagen und insbesondere die Mittelschneide des Waagebalkens auf zwei selbsteinstellenden Lagereinheiten ruhen zu lassen, die sich stets der jeweiligen Richtung der Schneidenkante anpassen und, in der Richtung der Schneidenkante betrachtet, mit Abstand voneinander angeordnet sind. Jede dieser beiden Lagereinheiten stellt ein Kugellager besonderer Bauart dar, in welchem die Schneide der Waage an zwei kreuzweise nebeneinander vorbeiführenden, ebenen Zwischenplatten ansteht. Jede der beiden Zwischenplatten wird in abrollbarer Weise an zwei Kugeln angedrückt, die ihrerseits auf einem der betreffenden Zwischenplatte zugeordneten, ebenen Widerlager rollen können.
Die beiden Widerlager der Lagereinheit sind dabei in entsprechender Weise kreuzweise nebeneinander vorbeigeführt und zweckmässig auf einem gemeinsamen Lagerbock befestigt. Die Lagereinheit weist ferner Federn auf, welche bestrebt sind, die ihnen zugeordneten Zwischenplatten in eine Ruhelage überzuführen, wenn die Schneide nicht auf die Zwischenplatten drückt und die Lagereinheit unbelastet ist. Um auch die Kugeln bei unbelasteter Lagereinheit in eine Ruhelage zu bringen, sind dieselben paarweise in einen Kugelkäfig eingefügt, der seinerseits gegen unzulässige Verstellungen gesichert werden muss. In einer bekannten Ausführung der Lagereinheit werden Kugelkäfige benützt, die von den Kugeln selbst getragen werden und daher stets auf den Kugeln mit gleitender Reibung aufliegen.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung werden plattenartige, mit Auspressungen versehene Kugelkäfige verwendet, die mit gleitender Reibung und je nach der jeweiligen Orientierung der ganzen Lagereinheit entweder auf den Zwischenplatten oder auf den Widerlagern aufliegen. Die in der Regel warzenförmigen Auspressungen sind dabei derart, dass die Kugeln ungefähr im Bereich ihres Durchmessens geführt werden, wobei die als Käfig dienenden Plättchen Bohrungen aufweisen, in welchen die Kugeln mit allseitigem Bewegungsspiel sitzen.
Waagen mit Waagebalken und gegebenenfalls auch mit Parallelführung des Schalenträgers verwenden nun eine grössere Anzahl von solchen selbsteinstellenden Lagereinheiten und die durch die Kugelkäfige bewirkte gleitende Reibung hat eine dementsprechende Begrenzung der Empfinglichkeit und Genauigkeit der ganzen Waage zur Folge. Auch stellt jede der verwendeten Lagereinheiten der selbsteinstellenden Bauart ein ziemlich kompliziertes und daher kostspieliges Bauelement dar, dem jedoch in Anbetracht der gewünschten Eigenschaften der Waage eine hohe Bedeutung zukommt.
Die vorliegende Erfindung befasst sich demgemäss mit einer selbsteinstellenden Lagereinheit für Schneiden von Waagen, bei welcher die zu lagernde Schneide an zwei kreuzweise nebeneinander vorbeiführenden Zwischenplatten der Lagereinheit anliegt, jede dieser Zwischenplatten mit Hilfe von zwei Kugeln an einem zugeordneten Widerlager der Lagereinheit verrollbar gelagert ist, und bei welcher ferner für jede Zwischenplatte eine Mehrzahl von Federgliedern sowie für die Kugeln als Kugelkäfig wirkende Mittel vorgesehen sind, um sowohl die Zwischenplatten als auch die Kugeln in einer Ruhelage zu halten, wenn die Schneide nicht mehr auf die Zwischenplatten drückt.
Die oben kurz erläuterten Mängel der bisher üblichen Lagereinheiten dieser Bauart werden nun erfindungsgemäss dadurch weitgehend behoben, dass die genannten Federglieder je einen zwischen der betreffenden Zwischenplatte und dem zugeordneten Widerlager frei hineinragenden Teil aufweisen, der als Kugelkäfig lediglich für die benachbarte Kugel ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Federglieder je aus einer Blattfeder, die mit einer Ausnehmung in solcher Weise versehen ist, dass zwei dünne, in der Längsrichtung des Federgliedes verlaufende Stege gebildet werden und ein vorher zwischen diesen Stegen noch verbliebener Lappen aus der Längsrichtung des Federgliedes derart abgewinkelt ist, dass er den als Kugelkäfig wirkenden Teil des Federgliedes darstellt. Zweckmässig weist das abgewinkelte Stück des Lappens ein Loch auf, in welchem die Kugel mit allseitigem Bewegungsspiel gehalten ist.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Lagereinheit ist in der Zeichnung in perspektivischer Ansicht und in stark vergrössertem Massstab veranschaulicht, wobei für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar erforderliche Einzelheiten aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen sind.
Der Lagerbock 1 der Lagereinheit weist zwei pyramidenstumpfartige Endstücke 2 auf, die in kreuzweise schräger Richtung abstehen. An jedem der Endstücke 2 ist eine als Widerlager 3 dienende geschliffene ebene Platte aus Stahl oder Achat gegebenenfalls lösbar befestigt. Die beiden Widerlager 3 haben vorzugsweise eine rhombusartige Form und führen kreuzweise nebeneinander vorbei. Auf jedem der beiden Widerlager 3 ist eine Zwischenplatte 4 vermittels je zwei Kugeln 5 verrollbar gelagert. Die Zwischenplatten 4 haben dieselbe rhombusartige Form und dieselben Abmessungen wie die Widerlager 3, und sie bestehen ebenfalls aus gehärtetem Stahl oder aus Achat und sind geschliffen.
Die zu lagernde Schneide 6 wird nun mit ihrer Schneidenkante 7 auf die beiden Zwischenplatten 4 gedrückt, die sich vermöge der Kugeln 5 stets so einstellen, dass die ebenen Flächen der Zwischenplatten 4 sich beide an die Schneidenkante 7 anschmiegen, so dass die Schneide 6 praktisch ohne gleitende Reibung um ihre Schneidenkante 7 geschwenkt werden kann.
Das Anschmiegen der Zwischenplatten 4 findet auch dann statt, wenn die Schneidenkante 7 schwach schiefwinklig orientiert ist, in welchem Fall dann die Ebenen der Zwischenplatten 4 nicht mehr parallel zu den Ebenen ihrer zugeordneten Widerlager 3 sich einstellen. Solange die Scheide 6 auf die Zwi- schenpiatten 4 drückt, werden nicht nur diese, sondern auch die Kugeln 5 gehalten, und eine Schwenkung der Schneide 6 um ihre Schneidenkante 7 hat eine geringe gegenläufige Verstellung der Zwi schenplatten 4 sowie ein entsprechendes Abrollen der Kugeln 5 auf den Widerlagern 3 zur Folge.
In genaueren und empfindlicheren Präzisionswaagen sind in der Regel Arretiervorrichtungen angebracht, vermittels welchen insbesondere Schneiden von ihren Lagereinheiten abgehoben werden können, um dieselben beim Nichtgebrauch oder beim Transport der Waage vor unzulässig starken stossweisen Beanspruchungen zu schützen. Um nun die Zwi- schenplatten 4 in eine Ruhelage zu bringen, wenn die Schneide 6 von den Zwischenplatten 4 entfernt worden ist, sind für jede Zwischenplatte 4 zwei Federglieder 8 vorgesehen, die in der Längsrichtung der Zwischenplatte 4 in gegenläufigem Sinne auf sie einwirken.
Die Federglieder 8 haben an ihren freien Enden Ausnehmungen 9, in welche die spitzwinklig zulaufenden Seitenflächen der rhombischen Zwischenplatten 4 eingreifen, so dass die betreffende Zwischenplatte 4 als Ganzes in den Federgliedern 8 in beschränkter Weise auch kippbar gehalten ist. Die beiden einer Zwischenplatte 4 zugeordneten Federglieder 8 können dabei zu einer einzigen U-förmigen Feder vereinigt sein, deren Verbindungsschenkel 10 an einer vom Widerlager 3 abgewendeten Seite des Endstückes 2 ansteht und dort gegebenenfalls mittels einer Schraube befestigt werden kann.
An der Stelle des bisher üblichen Kugelkäfigs, der mit gleitender Reibung entweder aus den Kugeln 5, der Zwischenplatte 4 oder dem Widerlager 3 aufliegt, hat jedes Federglied 8 einen quer entstehenden Lappen 11, der zwischen der Zwischenplatte 4 und dem Widerlager 3 frei hineinragt. Der Lappen 11 weist ein kreisrundes Loch 12 auf, dessen Durchmesser um so viel grösser ist als der Durchmesser der eingesetzten Kugel 5, dass die letztere ein hinreichendes Bewegungsspiel im Loch 12 erhält. Jeder Lappen 11 ist hierbei nur zur Halterung einer einzigen Kugel 5 ausgebildet, so dass für jede Zwischenplatte 4 zwei je mit einem als Kugelkäfig wirkenden Lappen 11 versehene Federglieder 8 benötigt werden.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht jedes der Federglieder 8 zweckmässigerweise aus einem Blattfederstück, das mit einer Ausnehmung 13 in solcher Weise versehen ist, dass zwei schmale Stege 14 gebildet werden, die sich in der Längsrichtung des Federgliedes 8 erstrecken. Diese schmalen Stege 14 gewährleisten eine hinreichend weiche Federwirkung der Federglieder 8 in einer quer zur Schneidenkante 7 stehenden Richtung. Anderseits wird in einer zur Schneidenkante 7 parallelen Richtung eine nur erwünschte härtere Federung der Federglieder durch diese Stege 14 gewährleistet. Die im ursprünglich flachen Blattfederstück angebrachte Ausnehmung 13 wird hierbei am besten so ausgeführt, dass zwischen den Stegen 14 der noch nicht abgewinkelte, aber mit dem Loch 12 versehene Lappen 11 verbleibt, der hernach in der dargestellten Weise ungefähr rechtwinklig abgebogen wird.
Weitere Mittel, welche die Ruhelage der Kugeln 5 bestimmen, sind nicht erforderlich, so dass der ganze Aufbau der Lagereinheit aus verhältnismässig wenigen und unkritischen Teilen besteht.
Befinden sich die Zwischenplatten 4 und die Kugeln 5 in ihrer Ruhelage, so wird diese aus schliesslich durch die beiden Federglieder 8 bestimmt.
Je nach der räumlichen Orientierung der Lagereinheit werden dabei die Kugeln 5 an der jeweils tiefsten Stelle der Löcher 12 an den Lappen 11 anstehen. Ist nun die Schneide 6 mit ihrer Schneide kante 7 auf die Zwischenplatten 4 abgestellt worden und übt sie einen Druck auf die Zwischenplatten 4 aus, dann wird die Schneide 6 um ihre Schneidenkante 7 entsprechend ihren maximalen Ausschlagwinkeln einmalig bewegt. Bei dieser Erstbewegung werden die Kugeln 5 zunächst noch etwas geschoben, bis sie sich in die entsprechende Mittellage in den Löchern eingespielt haben. Sind die Kugeln 5 aber derart eingespielt, dann werden sie bei den nachfolgenden Schwenkungen der Schneide 6 um ihre Schneidenkante 7 die Lappen 11 nicht mehr berühren, wenn sich die Zwischenplatten 4 in gegenläufigem Sinne in bezug auf ihre Widerlager 3 bewegen.
Eine gleitende Reibung ist demnach bei richtig eingespielten Kugeln 5 nicht mehr vorhanden, und die Schneide 6 ist damit ausschliesslich mit rollender Reibung in einer zudem noch selbsteinstellenden Weise gelagert. Selbstverständlich ist nach jedem Abheben der Schneide 6 und nach erfolgtem Wiederaufsetzen auf die Lagereinheit das oben beschriebene Einspielen der Kugeln 5 wieder zu bewerkstelligen. Das Bewegungsspiel, welches die Kugeln 5 in den Löchern 12 hierzu haben müssen, beträgt wenigstens die Hälfte der betriebsmässigen Ausschwenkungen, welche die Zwischenplatten 4 gegenüber ihren Widerlagern 3 auszuführen haben.
Andere Ausführungen der Federglieder 8 mit den zwischen die Zwischenplatten 4 und die Widerlager 3 frei hineinragenden und als Kugelkäfig wirkenden Teilen sind denkbar, und es wäre möglich, derartige Federglieder auch aus Runddraht herzustellen.
Die beschriebene und dargestellte Ausführungsform der Federglieder 8 hat sich jedoch aus vorwiegend herstellungstechnischen Gründen als überlegen erwiesen.
Im übrigen wird die selbsteinstellende Lagereinheit zur Lagerung von Schneiden von Waagen in der Regel paarweise verwendet, damit die räumliche Lage der zu lagernden Schneidenkante 7 der Schneide 6 eindeutig festgelegt wird. Die beiden Lagereinheiten werden zu diesem Zweck ungefähr gleichachsig und mit Abstand voneinander angeordnet.