Ablesevorrichtung an einer Waage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablesevorrichtung an einer Waage mit einer am beweglichen Messglied derselben befestigten Skalenplatte, auf welcher Teilstriche und diesen zugeordnete Zahlen angebracht sind, sowie mit einer eine Lichtquelle aufweisenden Projektionsvorrichtung, mittels welcher der jeweils im optischen Strahlengang befindliche Längsausschnitt der Skalenplatte optisch vergrössert auf einen Bildschirm geworfen wird, um die der jeweiligen Neigung des Messgliedes der Waage entsprechenden Gewichtsdezimalen des zu wägenden Gegenstandes mit Hilfe der genannten Teilstriche und Zahlen ablesen zu können.
Die erfindungsgemässe Ablesevorrichtung ist hierbei dadurch gekennzeichnet, dass die Skalenplatte nebeneinander ein dunkel erscheinendes Feld und ein hell erscheinendes Feld aufweist und dass die Teilstriche im hellen Feld als dunkle Striche und die ihnen zugeordneten Zahlen als helle Ausnehmungen im dunklen Feld ausgebildet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar benötigten Teile der Waage schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Waage mit Projektionsvorrichtung zur optischen Vergrösserung des jeweils im Strahlengang befindlichen Teilstückes der am Waagebalken befestigten Skalenplatte und
Fig. 2 und 3 je eine Frontansicht auf die Abdeckt platte und der von ihr freigelassenen Teile des Bildschirmes der Projektionsvorrichtung, wobei ein gegenüber der Fig. 1 mehrfach vergrösserter Massstab angewendet ist.
Dabei ist in Fig. 2 der dem einen Ende des Wägebereiches zugeordnete Längsabschnitt der Skalenplatte und in Fig. 3 der dem anderen Ende des Wägebereiches zugeordnete Längsabschnitt der Skalenplatte im Bereich des optischen Strahlenganges der Projektionsvorrichtung angenommen.
Das Gestell der Waage weist einen plattenförmigen Sockel 4 und Lagerböcke 5 auf, auf welchen die Widerlager 6 zur Unterstützung der durchgehenden Waagebalkenschneide 7 befestigt sind. Auf dem kürzeren Arm 8 des Waagebalkens 9 ist der Schalenträger 10 vermittels einer nicht näher gezeigten Aussenschneide und rinnenförmiger Widerlager schwenkbar abgestützt. Die Waageschale wird auf einen am Schalenträger 10 befindlichen Zapfen 11 aufgesteckt und ist ebenfalls nicht veranschaulicht. Das üblicherweise auf dem Gestell der Waage ruhende Waagengehäuse ist in der Draufsicht der Fig. 1 als abgehoben angenommen.
Der längere Arm 12 des Waagebalkens 9 hat ein nicht näher veranschaulichtes Gegengewicht und weist an seinem Ende eine Skalenplatte 13 aus Glas auf, auf welcher Teilstriche sowie diesen Teilstrichen zugeordnete Zahlen angebracht sind, vermittels welcher die der jeweiligen Neigung des Waagebalkens 9 entsprechenden Gewichtsdezimalen des zu wägenden Gegenstandes bestimmt werden können. Die Skalenplatte 13 taucht in den gestrichelt veranschaulichten Strahlengang 14 einer Projektionsvorrichtung ein, die im dargestellten Fall eine Lampe 15, eine Beleuchtungsoptik 16, eine Vergrösserungsoptik 17, einen Umlenkspiegel 18 und eine als Bildschirm wirkende Mattscheibe 19 aufweist.
Der jeweils im optischen Strahlengang 14 befindliche Längsabschnitt der Skalenplatte 13 kann dadurch in einer etwa 50- bis l00fachen Vergrösserung auf der Mattscheibe 19 abgebildet werden.
Die Mattscheibe 19 ist noch von einer dünnen Ab deckplatte 20 überfangen, welche verschiedene Fenster in einer aus Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise besitzt. Die Mattscheibe 19 und die Abdeckplatte 20 sind dabei in der Vorderwand 21 des Gestelles der Waage eingelassen und befestigt, so dass sie durch die in der Vorderwand 21 angebrachte Aussparung 22 der Betrachtung zugänglich sind.
Schliesslich wird die Waage in der Regel noch Schaltgewichte aufweisen, die mittels einer mechanischen Einrichtung wahlweise auf den Schalenträger 10 aufgesetzt oder vom Schalenträger 10 abgehoben werden können. Die Einrichtung zum mechanischen Aufsetzen oder Abheben der Schaltgewichte sowie die letzteren selbst sind in der Zeichnung aus Gründen der Ubersichtlichkeit nicht näher dargestellt; hingegen ist jedoch die meistens mit Zahlenrollen oder Zahlenscheiben bestückte Anzeigevorrichtung 23 dieser Einrichtung veranschaulicht, deren jeweils sichtbare Zahlen die ersten Gewichtsdezimalen des zu wägenden Gegenstandes gemäss den aufgesetzten oder abgehobenen Schaltgewichten angeben.
Je nach dem hauptsächlich zur Anwendung kommenden Verwendungszweck der Waage kann diese ferner eine Tariervorrichtung an sich bekannter Bauart aufweisen, um ausser der Möglichkeit der direkten Tarierung auch leicht Differenzwägungen ausführen zu können.
Eine solche Tariervorrichtung ist jedoch in der Zeichnung ebenfalls nicht gezeigt, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung kaum erforderlich erscheint.
Gemäss den Fig. 2 und 3 sind in der nur abgebrochen wiedergegebenen Deckplatte 20 ganz links zwei Fenster 24 angebracht, in welchen die von der Anzeigevorrichtung 23 vermittelten beiden ersten Dezimalstellen des zu wägenden Gegenstandes entsprechend den jeweils aufgesetzten oder abgehobenen Schaltgewichten erscheinen. Die diesbezüglichen Zahlen 25 sind hell auf dunklem Hintergrund 26 aus geführt. Rechts von den beiden Fenstern 24 ist ! auf der Abdeckplatte 20 eine nur wenige Teilstriche aufweisende und mit Plus und Minus beschriftete Hilfsskala 27 angebracht, deren Teilstriche an den linken Rand 28 eines weiteren grösseren Fensters 29 anschliessen.
Der rechte Rand 30 dieses Fensters 29 hat eine in die Fensteröffnung hineinragende Spitze, in deren Verlängerung eine strich- oder balkenförmige Ablesemarke 31 vorzugsweise direkt auf der Mattscheibe 19 (Fig. 1) angebracht ist. Nochmals rechts von diesem grösseren Fenster 29 befindet sich noch ein kleineres Fenster 32, welches eine gleichfalls auf der Mattscheibe 19 angebrachte Noniusteilung 33 umschliesst, die aus dem Schrägstrich und den von ihm ausgehenden vertikalen Ablesestrichen mit von links nach rechts zunehmender Länge besteht, wobei lediglich der Fünferstrich der Noniusteilung 33 über die benachbarten Ablesestriche hinausragt. Die Ablesemarke 31 sowie die Noniusteilung 33 sind so ausgeführt, dass deren Striche dunkel erscheinen, wenn die Mattscheibe 19 vermittels der Lampe 15 und der Optik 16 bis 18 beleuchtet wird.
Die beschriebenen Fenster 24, 29, 32 können auch ohne Verwendung einer besonderen Abdeckplatte 20 erhalten werden, sofern die Mattscheibe 19 auf ihrer dem Betrachter zugewendeten Vorderseite mit einem lichtundurchlässigen Abdeckbelag versehen ist, in welchem die Fenster 24, 29 und 32 ausgespart sind. Die Hilfsteilung oder Hilfsskala 27 ist in diesem Fall auf diesem Abdeckbelag anzubringen.
Die am Waagebalken 9 befestigte Skalenplatte 13 weist nun ein lichtundurchlässiges Feld und daneben ein lichtdurchlässiges Feld derart auf, dass bei einer Schwenkung des Waagebalkens 9 um seine Mittelschneide 7 die Grenzlinie 34 zwischen diesen beiden Feldern bei Betrachtung des jeweils im optischen Strahlengang 14 befindlichen Längsausschnittes der Skalenplatte 13 auf der Mattscheibe 19 stets mit konstantem Abstand von den beiden Seitenrändern 28 und 30 des Fensters 29 durchläuft. Das lichtunddurchlässige und daher dunkel erscheinende Feld 35 soll auf der Mattscheibe 19 links der Grenzlinie 34 erscheinen und den grösseren Teil des Fensters 29 einnehmen.
Das lichtdurchlässige Feld 36 ist dann auf der Mattscheibe 19 rechts von der Grenzlinie 34 im verbleibenden rechten Teil des Fensters 29 sowie im weiteren Fenster 32 als hell leuchtender Hintergrund sichtbar. Die auf der Skalenplatte 13 befindlichen Teilstriche sind nun im hellen Feld 36 als lichtundurchlässige Teilstriche ausgeführt, so dass sie auf der Mattscheibe 19 sich als dunkle Striche vom hellen Hintergrund scharf abheben. Diese dunkel erscheinenden Teilstriche sind dabei auf der Skalenplatte 13 in zwei nebeneinander befindlichen und parallel laufenden Reihen von unterschiedlicher Strichdicke angebracht, und zwar derart, dass die Reihe 37 mit den dickeren Teilstrichen im Fenster 29 am Ort der Ablesemarke 31 und die entsprechende Reihe 38 der dünneren Teilstriche am Ort der Noniusteilung 33 im Fenster 32 durchläuft, wie dies die Fig. 2 und 3 zeigen.
Die optische Vergrösserung, mit welcher die auf der Skalenplatte 13 befindlichen Teilstriche 37 und 38 am Ort der Mattscheibe 19 abgebildet werden, ist dabei derart bemessen, dass die in den beiden Fenstern 29 und 32 sichtbaren Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden dickeren Teilstrichen 37 sowie auch zwischen den entsprechenden dünneren Teilstrichen 38 gleich gross sind wie die Abstände zwischen den aufeinanderfolgenden Teilstrichen der Hilfsskala 27. Die den Teilstrichen 37 und 38 zugeordneten Zahlen 39 sind nun im lichtundurchlässigen Feld der Skalenplatte 13 als Aussparungen angebracht, so dass sie im Fenster 29 als helle Zahlen erscheinen, die von einem dunklen Hintergrund 35 umgeben sind (Fig. 2 und 3).
Im dargestellten Beispiel ist hierbei angenommen, dass der ganze zulässige Neigungsbereich des Waagebalkens 9 in hundert gleiche Teilstrichintervalle unterteilt ist und nur jeder fünfte Teilstrich einer Reihe mit einer Zahl versehen ist. Dementsprechend sind die hellen Zahlen 39 in Fig. 2 und 3 in Fünferabstufung vermerkt; die Fig. 2 zeigt den das Ende des Wägebereiches enthaltenden Längsausschnitt und die Fig. 3 den Anfang desselben.
Am Ort der beiden Endziffern Null (Fig. 3) und Hundert (Fig. 2) ist das auf der Skalenplatte 13 befindliche lichtundurchlässige Feld 35 je mit einer parallel zu den Teilstrichen 37 und 38 verlaufenden Absetzung 40 bzw. 41 versehen, von welcher an bei Überschreitung des Wägebereiches des Waagebalkens 9 im Fenster 29 wiederum ein vergleichsweise schmaler aber nunmehr hell erscheinender Lichtstreifen an der der Hilfsskala 27 zugewendeten Begrenzung des dunklen Feldes 35 erscheint.
Die beschriebene Ablesevorrichtung gestattet nun eine leicht erkennbare Ablesung der jeweils gewünschten Wägeresultate. Soll zum Beispiel nur das Grobgewicht des zu wägenden Gegenstandes rasch abgelesen werden können, so genügt es, lediglich die hell erscheinenden Zahlen 25 und 39 in den Fenstern 24 und 29 zu betrachten. Diese Zahlen können leicht aus grösserer Entfernung und ohne besondere Aufmerksamkeit erhalten werden, da sie sich klar von dem sie umgebenden dunklen Hintergrund 26 bzw. 35 abheben. Würde man jedoch die Zahlen 25 und 39 als dunkle Zahlen in hellem Hintergrund ausbild'en, so wird erfahrungsgemäss ihre Erkennbarkeit infolge der Adaption des Auges an die dann grössere mittlere Helligkeit besonders für grössere Entfernungen beeinträchtigt.
Anderseits ist es bei der Durchführung lediglich von Grobwägungen erwünscht, wenn das Ergebnis auch nur mit einem flüchtigen Blick rasch und zuverlässig erfasst werden kann, und auch in dieser Hinsicht haben sich helle Zahlen 25 und 39 auf dunklem Hintergrund 26 und 35 als besser erwiesen. Erscheint dem Betrachter am oberen oder unteren Rand des Fensters 29 eine der beiden Absetzungen 40 oder 41, so wird er wegen den anschliessenden Lichtbalken auch sofort darauf aufmerksam gemacht, dass in der Nähe eines der Enden des Wägebereiches gearbeitet und deshalb gegebenenfalls ein Schaltgewicht zu betätigen ist.
Auch diese Information ist aus grösserer Enfernung und ohne besondere Aufmerksamkeit erhältlich.
Genügt die durch die hellen Zahlen 25 und 39 vermittelte Genauigkeitsstufe nicht und ist eine Wägung von mittlerem Genauigkeitsgrad erforderlich, so kann vom Betrachter auch eine etwas grössere Aufmerksamkeit verlangt werden. Hierzu hat der Betrachter zusätzlich die Ablesemarke 31 und die dickeren Teilstriche 37 zu fixieren; er erhält dann ein Resultat, welches gegenüber der vorerwähnten Grobwägung in der Regel um eine weitere Dezimalstelle genauer ist. Da die Ablesemarke 31 und die Teilstriche 37 als kräftige Balken erscheinen, ist eine hinreichende Ablesbarkeit auch dann gegeben, wenn der Betrachter mit spitzwinkliger Blickrichtung abliest und die günstigste Sehdistanz noch nicht eingenommen hat.
Ist hingegen bei der beschriebenen Ablesevorrichtung die höchstmögliche Ablesegenauigkeit erforderlich, so hat der Betrachter zwecks Ablesung der letzten Dezimalstelle des zu wägenden Gegenstandes in bezug auf den Bildschirm die günstigste Sehdistanz einzunehmen und mit praktisch senkrechter Blickrichtung die feinen Teilstriche 38 im Zusammenhang mit der Noniusteilung 33 abzulesen.
Wie Versuche gezeigt haben, heben sich nun sehr dünne und dunkle Teilstriche 38 gegenüber einem hellen Hintergrund 36 visuell schärfer ab als helle Teilstriche von physikalisch gleicher Breite auf einem dunklen Hintergrund. Durch die Verwendung von dünnen und dunklen Teilstrichen 38 auf hellem Hintergrund 36 wird ; daher die praktisch erreichbare Ablesegenauigkeit erhöht, sofern auch die Noniusteilung 33 aus solchen dunklen und dünnen Strichen besteht.
Sind schliesslich geringe Gewichtsunterschiede festzustellen und weist die Waage eine Tariervorrichtung auf, dann wird zuerst das Ausgangsgewicht durch Verstellen der Tariervorrichtung so austariert, dass entweder der der Zahl Null oder der Zahl Hundert zugeordnete Teilstrich der Reihe 37 genau auf die Ablesemake 31 zentriert ist, wobei man sich noch der Noniusteilung 33 und der dünneren Teilstriche 38 bedient. Dementsprechend wird die eine oder andere Absetzung 40 oder 41 beim Teilstrich Null der Hilfsskala 27 sich befinden. Ein nach dem Austarieren auftretender geringer Gewichtsunterschied wird nun sofort mit richtigem Vorzeichen an derjenigen Stelle der Hilfsskala 27 abgelesen, an welcher die betreffende Absetzung 40 oder 41 des dunklen Feldes 35 stehenbleibt.
Zur genaueren Ablesung einer weiteren Dezimalstelle dieses kleinen Gewichtsunterschiedes wird man in der oben angegebenen Weise wiederum die Noniusteilung 33 und die dünnen Teilstriche 38 heranziehen.
In der beschriebenen Ablesevorrichtung ist somit eine leicht überblickbare Trennung zwischen den von Fall zu Fall jeweils vorzunehmenden Ablesungen ermöglicht, welche das praktische Arbeiten an der Waage vereinfacht und müheloser gestaltet, ohne dass hierbei die höchstmögliche Ablesegenauigkeit be einträchtigt würde.