Waage
Es ist bekannt, am Waagbalken von Waagen eine Skalenplatte aus Glas anzubringen und mit Hilfe einer Beleuchtungs- und Projektionsanordnung diese Skalenplatte oder Ausschnitte davon auf einen Bildschirm zu vergrössern. Auf diese Weise wird es möglich, sehr kleine Ausschläge des Waagbalkens deutlich sichtbar zu machen, und in einer, der wünschbaren Interpolation der Teilungsintervalle entsprechenden Grösse darzustellen. Als Ablesehilfen zur Interpolation werden Transversalmasstab, Nonius oder optische Mikrometer verwendet. Der gesamte Ablauf der Skalenplatte auf dem Bildschirm entspricht meistens einem Dezimalwert der metrischen Gewichtseinheit.
Es sind nun vielerlei Wägeprobleme bekannt, bei denen nicht Absolutgewichte, sondern Gewichtsdifferenzen zwischen einer Einwaage und einer Rückwaage festgestellt werden müssen. Dabei gibt es wiederum häufig Fälle, bei denen die Gewichtsdifferenz nicht in der Gewichtseinheit, sondern in o/o-Anteilen der Einwaage gewünscht wird. Zu diesen Fällen zählen alle Feuchtigkeits- und Ascheproben, z. B. an Butter, Getreide, Tabak usw. Um nun bei einer metrisch geteilten Strich- platte, z. B. 100 Teilstriche auf den Gesamtausschiag von 10 g, genaue Prozentwerte zu erhalten, ist es notwendig, die Einwaage auf mindestens 0,1 O/o genau dem Totalausschlag von 10 g bzw. 100 o/o anzupassen. Dies erfordert Geschicklichkeit und Übung, wobei der Zeitaufwand immer erheblich ist.
Es kommt auch vor, dass die Einwaage in einer vom Soll abweichenden Grösse gemacht wird und die Rückwaage ins Verhältnis zur Einwaage gesetzt wird. Dies erfordert aber eine Rechenoperation, welche weder immer zulässig, noch erwünscht ist. Es wurden auch Mittel und Wege vorgeschlagen und z. T. ausgeführt, die Empfindlichkeit des Waagbalkens durch Gewichtsverlagerung am Waagbalken dem ungefähr eingewogenen Wägegut anzupassen. Eine solche Anordnung ist aber weder zweckmässig noch einfach realisierbar, da sie einerseits einen Eingriff in das schwingende System verlangt, anderseits kaum ohne Nullpunktsbeeinflussung vor sich geht.
Die vorliegende Erfindung befasst sich nun mit der Aufgabe, die Empfindlichkeit der Waage stufenlos, ohne Beeinflussung des schwingenden Systems variabel zu gestalten, und zwar in einem Bereich, der es gestattet, das Wägegut für die Einwaage volumenmässig zu erfassen.
Die erfindungsgemässe Waage ist dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Verlängerung des mittleren Teilstriches der Skalenplatte durch den Drehpunkt des Waagbalkens verläuft und die übrigen Teilstriche beidseitig symmetrisch zum mittleren Teilstrich und parallel zueinander verlaufen und dass weiterhin Mittel vorhanden sind, um das die Skalenplatte bzw. Ausschnitte derselben abbildende Projektionsobjektiv in Richtung des Strichverlaufs stufenlos zu verschieben.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine stilisierte Ansicht von Waagbalken und Projektionsoptik.
Fig. 2 zeigt die Verschiebeanordnung von Beleuchtungsteil, Lichtkabel und dem Projektionsobjektiv.
Fig. 3 a, b, c zeigen die Null-Lage und die beiden Extremfälle anhand von vereinfachten Waagskala-Darstellungen.
Fig. 4a, b, c zeigen- einige Ablesebilder, wie sie sich auf dem Bildschirm der dargestellten Waage zeigen können.
Das Chassis 1 der Waage weist einen Lagerbock 2 auf, welcher die Lagerpfanne 3 für den Waagbalken trägt. Darauf ruht, mittels Schneide 4 abgestützt, der asymmetrische Waagbalken 5. Am vorderen Balkenende sitzt die Aussenschneide 6, welche ihrerseits den Träger von Waagschale und eventuellen Schaltgewichten aufnimmt. Am hinteren Balkenende befindet sich einerseits das feste Gegengewicht 7 und anderseits ein Glaskörper 8, welcher die für die Gewichtsermittlung notwendige Skala mit Strichen und Ziffern trägt. Auf dem Chassis der Waage aufgebaut befinden sich ebenfalls die Glühlampe 9 und der Kondensor 10, sowie der verschiebbare Schlitten 11 mit dem angebauten Lichtleiter 12, dem Objektivteil 13 und dem Umlenkspiegel 14.
Objektivteil 15 und Bildschirm 16 sind am festen Chassisteil befestigt, wobei der Bildschirm von aussen her, durch den Lichtschacht 17 beobachtet werden kann.
Der Verlauf der parallelen Teilstriche 18 ist auf dem Glaskörper 8 angedeutet. Der in der Richtung +s des Teilstrichs 0 bzw. 100 O/o bei Nullage des Waagbalkens rechtwinklig zur optischen Achse verschiebbare Schlitten 11 trägt das Ende des Lichtleitkabels 12, das Objekt tivglied 13 und den Umlenkspiegel 14. Das von der Glühlampe 9 durch den Lichtleiter zugeführte Licht wird auf die Skala konzentriert. Der Objektivteil 13 bildet den zur Abbildung gelangenden Ausschnitt der Skala ins Unendliche ab. Das den Objektivteil 13 verlassende Licht bzw. Bild gelangt über den Umlenkspiegel 14 in den Objektivteil 15, welcher seinerseits so einjustiert ist, dass er das aus dem Unendlichen kommende Licht bzw. Bild auf der Mattscheibe 16 zur reellen Abbildung bringt.
Die Bewegungsrichtung + s des Schlittens und die optische Achse vom Umlenkspiegel-Austritt zum Objektivteil 15 sind genau parallel justiert.
Unter den Umständen, dass auch die Schlittenführung 19 eine Gerade bildet, ändern sich, trotz variabler Abbildungsstrecke, zufolge parallelem Strahlengang zwischen den beiden Objektivteilen weder Bildschärfe noch Abbildungsmasstab (Vergrösserung) noch die Bildlage des Nullstriches. Im Verlauf der Verschiebung des Schlittens 11 ändert sich nur der Bildausschnitt in der Strichrichtung gesehen, d. h. es wird im Mittelfall die Strichmitte, im einen Extremfall das eine Strichende und im anderen Extremfall das andere Strichende abgebildet.
Die Bezifferung ist so gewählt, dass in jedem Fall die zu einer einwandfreien Ablesung notwendigen Zahlen auf dem Bildschirm 16 erscheinen.
Die ebenfalls auf der Skalaplatte 8 angebrachte, quer durch die Teilung 18 verlaufende Kreisbogenlinie 20 erlaubt es, den Schlitten 11 und damit die optische Achse jederzeit in die Ausgangslage, d. h. in die Soll Empfindlichkeit zurückzustellen.
Die Verschiebungsbewegung wird durch einen Exzenter 21 bewirkt, welcher durch einen am Waagenäussern befindlichen Drehknopf 22 drehbar ist. Die Exzen ter-Hrbeländerung wird über eine Kontaktfläche 23 auf den Schlitten 11 übertragen. Die Gradführung des Schlittens kann in bekannten Formen als Schwalbenschwanzführung, Stift/Nutenführung oder als Kugelführung ausgebildet sein.
Die Fig. 3a, b, c, zeigen, vereinfacht und schematisch, die Anordnung der Teilstriche auf dem Glaskörper 8 und, als Kreislein k eingezeichnet, die Lage des Abbildungsobjektivs bzw. den Schnittpunkt seiner optischen Achse mit dem betreffenden Teilstrich.
Fig. 3a zeigt die Extremlage 0 bzw. 100 O/o bei Soll Empfindlichkeit (z. B. 10 g). Die quer durch die Parallelteilung laufende Kreislinie b mit Zentrum im Waagbalkendrehpunkt m gibt die Möglichkeit, in jedem Punkt des Neigungsbereichs des Waagbalkens sofort auf die Soll-Empfindlichkeit zurückzugreifen. Diese Figur zeigt auch das Zusammenfallen der Richtung des Nullstriches mit der Verschiebungsrichtung s des Schlittens 11.
Fig. 3b zeigt die Extremlage 100 bzw. 0 O/o bei untergewichtiger Einwaage. Die Skala schwingt nicht bis zum Teilstrich 100 bzw. 0 /o. Durch Verschiebung des Objektivs nach rechts wird die optische Achse zum Schnitt mit dem erwähnten Teilstrich gebracht und so- mit die Basis für die 0/o-Wägung erstellt.
Fig. 3c zeigt die Extremlage 100 bzw. 0 O/o bei übergewichtiger Einwaage. Die Skala schwingt über den Teilstrich 100 bzw. 0 /o. Durch Verschiebung des Objektivs nach links wird die optische Achse zum Schnitt mit dem erwähnten Teilstrich gebracht und auf diese Art ebenfalls die Ausgangsbasis für die kompromisslose O/o-Wägung geschaffen.
Eine Anzahl Ablesebilder, wie sie sich dem Benutzer der Waage zeigen, sind in den Fig. 4a, b und c dargestellt. Fig. 4a zeigt die Ausgangslage vor Wägebeginn mit der Skala in korrekter Null-Lage bei Soll-Empfindlichkeit und die Fig. 4b und 4c zeigen je ein Ablesebeispiel im untern und obern Wägebereich bei beliebiger Empfindlichkeit.