Waage, insbesondere Analysenwaage
Die Erfindung betrifft eine Waage, insbesondere Analysenwaage, mit optischer Ableseeinrichtung, zwei Messbereichen und einem Feinwaagebalken, der mit einer zusätzlichen Kraft kuppelbar ist. Diese Kraft wird meist durch eine Blattfeder erzeugt, die in den Ausschlagbereich des Waagebalkens für den einen Messbereich, den Feinwaagebalken, geschwenkt wird und den Feinwaagebalken in der Kraftwirkung beeinflusst.
Bei derartigen Waagen ruht der Feinwaagebalken mit einer hochglanzpolierten Schneide auf einem hochglanzpolierten flachen Stützlager. Das Schneidenlager ist daher äusserst empfindlich gegen Erschütterungen. Die Schneide verrutscht oder verdreht sich auf dem Stützlager. Beides führt zu einer Beeinträchtigung sowohl der Grob- als auch der Feinwägung. Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Waage mit umschaltbarem Grob-Fein Bereich zu schaffen, die gegen Erschütterungen oder Schwingungen unempfindlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Feinwaagebalken ein Grobwaagebalken zugeordnet ist, der in seitlichem Abstand von der Längsachse des Feinwaagebalkens schwenkbar gelagert ist und durch eine zusätzliche Kraft bei Grobwägung am Feinwaagebalken anliegt. Zweckmässigerweise ist dabei die zusätzliche Kraft eine Federkraft. Um den Grobwaagebalken einjustieren zu können, kann sein Schwenklager zur Veränderung seiner Wirkung gegenüber dem Feinwaagebalken einstellbar sein.
Von Bedeutung ist auch die besondere Art der Anordnung und Steuerung von Schaltgewichten. Es können zweckmässigerweise die Schaltgewichte paarweise in einer Ebene und symmetrisch zur Feinwaagebalkenebene verteilt sein und jedes Paar durch einen einteiligen abgewinkelten Stössel betätigbar sein. Dadurch wird eine asymmetrische Seitenbelastung der Lastaufnahme, insbesondere der Gehängebrücke, vermieden, was sonst zu einer ungünstigen Belastung des Feinwaagebalkens führen könnte.
Um eine noch grössere Stabilität für den Feinwaagebalken bei der Feinwägung zu erreichen, stützt sich beispielsweise das freie Ende des Grobwaagebalkens bei Grobwägung unter der Wirkung der zusätzlichen Kraft auf das das freie Gegengewicht tragende Ende des Feinwaagebalkens bei Auflage aller Schaltgewichte ab, während bei Feinwägung mit vom Feinwaagebalken abgehobenem Grobwaagebalken mindestens eines der Schaltgewichte abgehoben ist. Hierdurch wird in der Groboder Vorwägestellung bei nichtaufgelegtem Wägegut die Hauptschneide mit dem auch in Feinwägestellung wirkenden Druck belastet. Darüber hinaus bewirkt auch das aufgelegte Wägegut einen zusätzlichen Lagerdruck.
Das hat zur Folge, dass bei den in der Vorwägestellung üblichen gröberen Hantierungen die Stützschneide des Feinwaagebalkens nicht so leicht vom Stützlager wegrutscht. Es wird während der Grobwägung ein Zwi schenarretieren zum Zwecke der Zentrierung des Feinwaagebalkens überflüssig. Der Wägevorgang wird dadurch wesentlich beschleunigt.
Einen weiteren Vorteil erzielt man, wenn beim Umschalten der Waage von der Arretierstellung in die Vorwägestellung die Schaltgewichte auf den Stangen liegen bleiben. Dadurch werden beim Umschalten keine Schwingungen auf Schale und Gehänge übertragen, die sich beim anschliessenden Grobwägen nachteilig auswirken würden.
Wesentlich ist auch eine solche Ausgestaltung der Grobwägefeder, dass sie zur Schalenberuhigung mit herangezogen werden kann. Zu diesem Zweck kann eine die Lastschale bzw. das Schalengehänge belastende, dem Anfangsdruck des Grobwaagebalkens entgegenwirkende Kraft vorgesehen sein. Diese Kraft kann durch das Eigengewicht eines am Gehäuse gelenkig gelagerten und auf einem Vorsprung des Gehänges aufliegenden Bremsbleches gebildet sein.
Von Vorteil ist auch eine besondere Art der Steuerung der beweglichen Stössel für die Schaltgewichte mit tels eines Schalthebels, wobei die Schaltgewichte durch Gewichtsschalthebel abhebbar sein können, die durch eine allen Gewichtsschalthebeln zugeordnete Schwinge bewegbar sind.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Aufriss der Waage im Schnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf die Waage nach Fig. 1,
Fig. 3 den Grobwaagebalken der Waage in grösserem Massstab und in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 die wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform einer Analysenwaage nach der Erfindung, schematisch und
Fig. 5 die in Fig. 4 dargestellte Steuerung der Feinwägestellung.
Die Waage hat einen Feinwaagebalken 1 mit einer Stützschneide 2 und einer Lastschneide 3. Mit der Stützschneide 2 ruht der Waagebalken 1 auf einem nicht vollständig gezeichneten Stützlager 4, das auf einer Montageplatte 5 sitzt. Am hinteren Ende des Waagebalkens 1 ist eine Skala 6 angebracht, die durch eine Beleuchtungslampe 7 und optische Glieder 8 bis 11 (Fig. 1) auf einer Mattscheibe 12 vergrössert abgebildet wird. Auf der Lastschneide 3 sitzt eine Gehängebrücke 13 mit einem Schaltgewichtskorb 14, Gewichtsauflagestangen 15 und 16 und einem Schalenhaken 17. In der unteren Öse des Schalenhakens 17 ist eine Lastschale 18 eingehängt. Ein Gewicht 19 am anderen Hebelarm des Waagebalkens 1 ist ein Ausgleichsgewicht und infolge der Anordnung unterhalb der Schneidenlinie M-M gleichzeitig das Neigungsgewicht des Waagebalkens. Dadurch erhält der Waagebalken einen Neigungsbereich von z.
B. 1 g. In der Ruhestellung (arretierte Stellung) ist der Waagebalken 1 von dem Stützlager 4 abgehoben und ruht auf einem Arretierungsträger 20 in Stützen 21, 22 und 23 (Fig. 1 und 2). Der Arretierungsträger 20 wird durch eine Arretierungsstange 24 und einen Arretiernocken 25 beim Drehen des letzteren senkrecht auf und ab bewegt. Gleichzeitig wird die Gehängebrücke 13 bei Arretieren von der Lastschneide 3 abgehoben. In der waagrechten Ebene durch die Längsachse M-M ist ein Grobwaagebalken 26 angeordnet. Der Grobwaagebalken hat an seinem hinteren Ende eine Lagerstelle mit kegeliger Kerbe 27 (Fig. 3). In diesem Lager ruht der Grobwaagebalken auf einem gehäusefesten, in Hö hen- und Seitenlage justierbaren Stift 28. Dieser Stift 28 liegt in der Balken-Querachse N-N in seitlichem Abstand von der Balken-Längsachse M-M.
Der Grobwaagebalken 26 ist durch einen Exzenter 28a in seiner Hebellänge zum Auflagepunkt eines Stiftes 30 verstellbar. Gleichzeitig ist durch Verschieben der beiden Teile 26a, 26b des Grobwaagebalkens im Langloch 26c eine Verstellung der Wirkungslänge des Hebelarms vom Drehpunkt der kegeligen Kerbe 27 bis Federangriffspunkt 33 möglich. Damit lässt sich die Wirkung des Grobwaagebalkens 26 auf den Feinwaagebalken 1 verstellen und genau justieren. Der Grobwaagebalken 26 ist so justiert, dass der Grobwägebereich des Feinwaagebalkens 1 bei angekoppeltem Grobwaagebalken genau ein dezimales Vielfaches des Feinwägebereiches des Feinwaagebalkens 1 allein beträgt, also z. B. 100 g.
Diese Anordnung des Grobwaagebalkens bewirkt eine Stabilisierung des Feinwaagebalkens 1 während des entarretierten Zustandes und des Schwingens. Da die Stützschneide 2 bei Feinwaagen allgemein auf einem ebenen Stützlager aufsitzt, ist (bei geringsten Stössen) ein Abrutschen von der beim 1Entarretieren aufgesetzten Stelle auf dem Stützlager möglich. Dadurch würde der Balken sowohl in bezug auf Längsachse M-M als auch in bezug auf Querachse N-N seine Lage ändern und die Skala 6 sofort ausserhalb des Schärfebereichs des Objektivs 9 kommen. Das ergibt ein unscharfes Bild auf der Mattscheibe 12, welches unter Umständen nicht mehr ablesbar ist.
Durch das Abstützen des Waagebalkens 1 durch Stift 30 auf Lager 29 des Grobwaagebalkens 26 ergibt sich, da der Grobwaagebalken 26 durch Kerblager 27 einerseits und Zugfeder 31 anderseits gehäusefest aufgehängt ist, dass die Lage des Stiftes 30 und damit der Feinwaagebalken 1 sowohl in der Längsachse M-M als auch in der Querachse N-N fixiert wird.
Wäre der Grobwaagebalken 26 in der Balken-Längsachse M-M angeordnet, dann wäre diese Stabilisierung vorwiegend nur in der Längsachse M-M, weniger in der Querachse. Anderseits, wenn die Grobwaagebalken Längsachse parallel zur Querachse N-N durch Stift 30 wäre, also der Grobwaagebalken senkrecht zum Feinwaagebalken 1 stünde, dann wäre zwar eine sehr gute Stabilisierung gegen Verschiebungen in Richtung der Querachse N-N oder auch gegen Verdrehungen um die Lastschneide 3 in horizontaler Ebene und auch eine einigermassen gute Stabilisierung gegen Verschiebungen in Richtung der Längsachse M-M gegeben, aber beim Schwingen des Balkens 1 und des Grobwaagebalkens 26 würden dann Relativbewegungen zwischen Stift 30 und Lager 29 auftreten, was natürlich zu einem starken Fehler infolge der Reibung bleim Einspielen der Waagebalken 26 und 1 führen würde.
Deshalb ist der Grob waagebalken 26 in dem : Drehpunkt seiner kegeligen Kerbe 27 in der Balkenquerachse N-N angeordnet.
Stift 30 und Lager 29 bewegen sich somit auf der Peripherie des gleichen Kreises mit Mittelpunkt in der Querachse N-N. Am Gehänge 13 hängt der Gewichtskorb 14 mit den Auflagestangen 15 und 16. Auf diesen Stangen liegen in einer Reihe nebeneinander paarweise Schaltgewichte 40 und weitere, die nicht dargestellt sind. Die Gewichte 40 werden von der Schaltgewichtseinrichtung im Unterteil 42 der Waage über Stössel 43, Schalthebel 44 und Schaltnocken 45 auf die Auflagestangen 15 und 16 gelegt oder davon abgehoben und gegen gehäusefeste Anschläge 46 und 47 gedrückt. Die Stellung der Schaltgewichte wird über Zahnräder 48 auf Anzeigerollen 49, die gruppenweise entsprechend der Gewichtsgrösse bzw. deren dezimalen Teilen zusammengefasst sind, übertragen und dadurch auf der Mattscheibe 12 angezeigt.
Um eine zentrische Belastung des Gehänges 13 zu gewährleisten, sind die Gewichte in den einzelnen Schaltstufen paarweise aufgeteilt, so dass z. B. bei einer 10 g Schaltstufe je ein symmetrisch links und rechts neben der Längsachse M-M liegendes 5-g-Gewicht geschaltet wird. Die Stössel 43 sind zu diesem Zweck im Oberteil der Waage so abgebogen, dass beide 5-g-Gewichte gleichzeitig durch den gleichen, aus einem Stück Material hergestellten Stössel betätigt werden.
Die Stössel 43 liegen ebenfalls alle nebeneinander.
Die Schalthebel 44 und damit die Stössel 43 können über einen Sperrhebel 50, der in einem ortsfesten Lager 51 drehbar angeordnet ist, zusätzlich in Abhängigkeit von den Arretiernocken 25 angehoben werden. Beim Vorwägen - die in Fig. 1 dargestellte Stellung des Nokkens 25 entspricht der Vorwägestellung - sind alle Stössel 43 nach oben über den Sperrhebel 50 gedrückt.
Zur Einstellung des Nullwertes der Gewichtsanzeige sowohl bei der Grobwägung als auch unabhängig davon bei der Feinwägung wird der optische Strahlengang zur Abbildung der Skala 6 auf der Matscheibe 12 (der in beiden Fällen mit den gleichen Mitteln geschieht) über einen einstellbaren Spiegel 10 geleitet. Dieser Spiegel 10 ist in einem Drehpunkt 66 beweglich gelagert und wird mit Feder 67 durch eine Blattfeder 68 von Arretiernocken 25 gegen eine gehäusefest montierte Anschlag- schraube 69 gedrückt. Durch Drehen an Schraube 69 kann also eine Strahlverschiebung und damit eine genaue Nullpunkteinstellung beim Vorwägen eingestellt werden. Anderseits wird beim Schalten des Arretiernockens 25 in IFeinwägestellung die Blattfeder 68 nach oben frei werden, so dass Feder 67 den Spiegel 10 gegen eine gehäusefeste Justierschraube 70 zieht.
Durch Verstellen dieser Schraube 7 kann auch dann in dieser Stellung wieder der Nullpunkt des Feinwägebereiches justiert werden, und zwar unabhängig vom Nullpunkt des Grobwägebereichs, der ja durch die Stellung von Schraube 69 gegeben ist.
Die Arbeitsweise der Waage ist folgende.
Grob waagen
Nocken 25 steht wie gezeichnet. Der Arretierträger 20 ist abgesenkt, Balken 1 sitzt auf Stützlager 4 auf. Gehänge 13 sitzt auf Lastschneide 3.
Schalenhaken 17 ist vom Bremsblech 56 gelöst.
Durch Steuerstange 32 ist der Grobwaagebalken 26 freigegeben und an den Feinwaagebalken 1 angekoppelt.
Alle Schaltgewichte sind mit den Stösseln 43 nach oben gegen die festen Anschläge 46 und 47 gedrückt. Das Gegengewicht 19 versucht, den Balken linksdrehend zu bewegen, bis Gleichgewicht durch die Zugfeder 31 hergestellt ist. Dies ist der Nullpunkt der Grobwaage, welcher optisch an Schraube 69 genau bis zur Anzeige 00 auf der Mattscheibe eingestellt werden kann. Bei Belastung der Lastschaie 18 mit einer Last bis zur maximalen Grösse aller abgenommenen Schaltgewichte wird der Waagebalken rechtsdrehend ausschlagen, und zwar so lange, bis wieder Gleichgewicht zwischen der Differenz von Gegenkraft und aufgebrachter Last mit der Zugfeder 31 vorhanden ist. Ist die aufgebrachte Last gleich der Summe der abgenommenen Schaltgewichte, dann ist die Differenz 0 und die Feder 31 zieht den Balken 1 in die Endstellung von 100 g.
Der jeweils verbleibende Ausschlag wird durch Skala 6 auf Mattscheibe 12 angezeigt und kann dort abgelesen werden. Beträgt der Vorwägew bereich wie vorher geschildert 100 g und ist die aufgebrachte Last 50,5021 g, dann wird der Balken 1 zwischen Wert 50 und 51 einspielen. Der Zahlenwert 50 wird abgelesen und durch Drehen der Schaltgewichtsnocken 45 die Zahl 50 an den Anzeigerollen eingestellt.
Dadurch sind die Nocken 45 in der vorbereiteten Stellung, bei der später 50 g durch Schaltgewichte von den Gewichtsauflagestangen 15 und 16 abgenommen sind.
Während dieser Voreinstellung der Schaltgewichte und danach bleibt aber die Anzeige des Grobwertes auf der Mattscheibe 12 erhalten.
Feinwägen
Durch Drehen der Arretiernocken 25 in Feinwägestellung gemäss Fig. 1 wird zunächst der Grobwägebalken 26 von dem Feinwaagebalken 1 durch Stange 32 abgezogen. Der Sperrhebel 50 gibt die Schalthebel 44 frei, so dass sie an den Schaltnocken 45 zum Anliegen kommen. Dementsprechend werden die Stössel 43 vertikal abgesenkt oder bleiben in ihrer Lage. Da die während der Vorwägung eingestellten Schaltnocken 45 einem abgenommenen Gewichtsbetrag von 50 g entsprechen, werden also alle Gewichte ausser 50 g auf dem Gewichtskorb 14 auf die Stangen 15 und 16 aufgelegt. Das Gegengewicht 19 ist so ausgelegt, dass es genau 100 g aufgelegte Last an der Lastschneide 3 ausgleicht und zusätzlich noch 1 g für den Ausschlag (Neigungsbereich) ergibt.
An der Lastschneide 3 des Balkens 1 wird also ein Gewicht von 50 g Schaltgewicht + 50,5021 g Last = 100,5021 g angreifen, so dass ein Übergewicht von 0,5021 g den Balken 1 zum Einspielen auf diesen Wert bringt (nämlich bis das Gleichgewicht durch die Schwerpunktslage des Neigungsgewichtes und dem Übergewicht auftritt). Der Balken 1 wird also rechtsdrehend etwa um seinen halben Ausschlagwinkel ausschlagen und auf den Gewichts-Feinwert von 0,5021 g einspielen. Die voreingestellten Schaltgewichte geben den Wert 50 an. Der gesamte angezeigte Messwert ist damit 50,5021 g.
Arretieren der Waage
Die Nockenstellung des Steuernockens ist gemäss Fig. 3. Der Feinwaagebalken 1 ruht auf den Stützen 21, 22, 23 des Arretierungsträgers 20. Die Lastschneide 3 und Stützschneide 2 ist abgehoben.
Um die Stellung der Waage - arretiert - Vorwägen - Feinwägen - übersichtlich anzuzeigen, sind in nicht näher dargestellter Weise an Arretiernocken 25 elektrische Kontakte angebracht, welche Signallampen 85 (grün, gelb) aufleuchten lassen.
Ebenso wird beim Betätigen der Tarierung 78 eine der Signallampen 85, z. B. rot, zum Aufleuchten gebracht werden.
Es kann anstelle einer Grob- und anschliessenden Feinwägung auf derselben Waage eine Wägung mit zwei Messbereichen eventuell in verschiedenen Gewichtssystemen durchgeführt werden. Die Grobwägung entspräche dabei der Wägung im Gewichtssystem 1, z. B. im g-System, während die Feinwägung dem Gewichtssystem 2, z. B. dem Karatsystem, entspräche. Dabei ist es auch möglich, die Skala 6 am Waagebalken 1 mit einer zweiten Skalenreihe in anderen Messsystemen zu versehen, die beim Umschalten von Gewichtssystem 1 auf System 2 ebenfalls eingeblendet und auf Mattscheibe 12 projiziert werden.
In der Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass der Grobwaagebalken 26 durch eine Federkraft gegen Feinwaagebalken 1 gezogen wird. Es ändert nichts am Erfindungsgedanken, wenn anstelle der Zugfeder 31 z. B. ein am Grobwaagebalken 26 angebrachtes Gewicht, das sowohl als Gegen als auch als Neigungsgewicht wirkt, den Grobwaagebalken 26 gegen den Feinwaagebalken 1 drückt.
Bei der in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellten Waage einer anderen Ausführungsform ist der Feinwaagebalken 1 ebenfalls mit einer Stützschneide 2 und einer Lastschneide 3 versehen. Der Stützschneide 2 ist das Stützlager 4 zugeordnet, das an einer Montageplatte vorgesehen ist. Am hinteren Ende des Feinwaagebalkens 1 ist die Skala 6 angeordnet, die ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 mittels einer optischen Einrichtung auf einer nichtdargestellten Mattscheibe vergrössert abgebildet wird. Auf der Lastschneide 3 sitzt die Gehängebrücke 13 mit dem Schaltgewichtskorb 14, Gewichtsauflagestangen 15 und einem Schalenhaken 17. In der unteren Öse des Schalenhakens 17 ist die Lastschale 18 eingehängt. Am anderen Hebelarm des Feinwaagebalkens 1 ist ein Ausgleichsgewicht 19 angebracht.
Das Ausgleichsgewicht 19 ist gleichzeitig Neigungsgewicht des Feinwaagebalkens 1. Dadurch erhält der Feinwaagebalken einen Neigungsbereich von 1 g. In der arretierten Ruhestellung ist der Feinwaagebalken 1 vom Stützlager 4 abgehoben und ruht auf einem Arretierungsträger 20. Der Arretierungsträger lässt sich durch die Arretierungsstange 24 und den Arretiernocken 25 auf und ab bewegen. Gleichzeitig wird die Gehängebrücke 13 beim Arretieren von der Lastschneide 3 abgehoben.
Der Grobwaagebalken 26 ist mit dem einen Ende ähnlich wie der Grobwaagebalken der Ausführungsform gemäss Fig. 1 abgestützt. Abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 1 ist das andere Ende des Grobwaagebalkens 26 mittels Stift 52 auf einem Lager 53 des Feinwaagebalkens 1 abgestützt. Die Abstützlast wird durch eine Feder 54 bestimmt, die zwischen zwei Festpunkten des Gehäuses einstellbar gespannt ist. Die Einstellung kann so vorgenommen werden, dass der Neigungsbereich der Waage in der Vorwägestellung z. B.
100 gbeträgt.
Für eine einwandfreie Funktion der Grobwaage ist es wichtig, dass am Nullpunkt das Lager 53 durch den Grobwaagebalken 26 wenigstens mit einem geringen Druck belastet ist. Um gleichzeitig eine durch diesen zusätzlichen Druck verursachte unerwünschte Lageänderung des Feinwaagebalkens 1 zu verhindern, ist am Gehänge 17 ein Vorsprung 55 vorgesehen, auf dem ein gelenkig am Gehäuse abgestütztes Bremsblech 56 aufliegt.
Das Eigengewicht dieses Bremsbleches 56 übt den der zusätzlichen Kraft entgegenwirkenden Druck aus. Um den entgegenwirkenden Druck des Bremsbleches 56 dem Anlenkdruck des Grobwaagebalkens 26 anpassen zu können, kann das Gehäuselager für das Bremsblech 56 vertikal oder horizontal einstellbar sein. Ausserdem kann der Anlenkdruck des Grobwaagebalkens 26 dem entgegenwirkenden Druck des Bremsbleches 56 dadurch angepasst werden, dass einer der beiden gehäusefesten Aufhängepunkte der Feder 54 vertikal einstellbar ist.
Bei Waagen, bei denen das Bremsblech 56 in Vor wägestellung nicht auf das Gehänge einwirkt, entfällt auch die durch das Eigengewicht des Bremsbleches 56 wirkende Kraft. Eine andere dem Anlenkpunkt des Grobwaagebalkens 26 entgegengerichtete Kraft kann dadurch erzeugt werden, dass in Grob- oder Vorwäge- stellung alle Schaltgewichte 57 auf den Stangen 15 des Gehänges aufliegen, während in Feinwägestellung oder Arretierstellung unabhängig von der Gewichtsschaltstellung mindestens ein Gewicht von den Stangen 15 abgehoben ist.
Zum Abheben der Schaltgewichte 57 sind vertikal verschiebbare Stössel 58 vorgesehen, die auf je einem Gewichtsschalthebel 59 aufruhen.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 4 und 5 sind die Gewichtsschalthebel 59 mit ihren Drehpunkten auf einer Schwinge 60 gelagert, die ihrerseits an einem Ende im Gelenk 61 gehäusefest schwenkbar gelagert sind, während das andere Ende an einer Nockenscheibe 62 aufliegt. Dadurch, dass in Vorwägestellung die Schwinge 60 an der tiefsten Stelle des Nockens 62 aufliegt, ist der Drehpunkt der Gewichtsschalthebel 59 so verlagert, dass der Schalthebel ausser ; Eingriff mit Ge- wichtsnocken 63 steht. In Arretier- bzw. Feinwägestellung nehmen diese Teile die in Fig. 5 in vollen Linien gezeichnete Stellung ein.
Balance, especially analytical balance
The invention relates to a balance, in particular an analytical balance, with an optical reading device, two measuring areas and a fine balance beam that can be coupled with an additional force. This force is usually generated by a leaf spring that is swiveled into the deflection range of the balance beam for one measuring range, the fine balance beam, and influences the force effect of the fine balance beam.
In such scales, the fine balance beam rests with a highly polished cutting edge on a highly polished flat support bearing. The cutting edge bearing is therefore extremely sensitive to vibrations. The cutting edge slips or twists on the support bearing. Both lead to an impairment of both coarse and fine weighing. The object of the invention is to create a scale with a switchable coarse-fine range that is insensitive to shocks or vibrations.
This object is achieved according to the invention in that the fine balance beam is assigned a coarse balance beam, which is pivotably mounted at a lateral distance from the longitudinal axis of the fine balance beam and is applied to the fine balance beam by an additional force during rough weighing. The additional force is expediently a spring force. In order to be able to adjust the coarse balance beam, its pivot bearing can be adjustable to change its effect with respect to the fine balance beam.
The special type of arrangement and control of shift weights is also important. The switching weights can expediently be distributed in pairs in one plane and symmetrically to the precision balance beam plane and each pair can be actuated by a one-piece angled plunger. As a result, asymmetrical side loading of the load bearing, in particular the suspension bridge, is avoided, which could otherwise lead to an unfavorable load on the fine balance beam.
In order to achieve even greater stability for the fine balance beam during fine weighing, for example, the free end of the rough balance beam is supported during rough weighing under the effect of the additional force on the end of the fine balance beam carrying the free counterweight when all switching weights are placed, while with fine weighing with from Fine balance beam lifted coarse balance beam at least one of the shift weights is lifted. As a result, in the coarse or pre-weighing position, when the material to be weighed has not been placed on it, the main cutting edge is loaded with the pressure that is also active in the fine weighing position. In addition, the goods to be weighed also cause additional storage pressure.
The consequence of this is that with the coarser handling that is usual in pre-weighing, the supporting edge of the fine balance beam does not slip away from the support bearing so easily. It is an inter mediate locking for the purpose of centering the balance beam superfluous during the rough weighing. This significantly speeds up the weighing process.
Another advantage is achieved if the switching weights remain on the rods when the balance is switched from the locking position to the pre-weighing position. As a result, when switching over, no vibrations are transmitted to the shell and hanger, which would have a disadvantageous effect in the subsequent rough weighing.
It is also essential that the coarse weighing spring is configured in such a way that it can also be used to calm the pan. For this purpose, a force that loads the load pan or the pan suspension and counteracts the initial pressure of the coarse balance beam can be provided. This force can be formed by the dead weight of a brake plate articulated on the housing and resting on a projection of the hanger.
A special type of control of the movable plungers for the shift weights with means of a shift lever is also advantageous, the shift weights being able to be lifted off by weight shift levers which can be moved by a rocker arm assigned to all weight shift levers.
In the drawing, the invention is shown in several embodiments, namely show:
Fig. 1 is an elevation of the balance in section,
FIG. 2 is a plan view, partially in section, of the balance according to FIG. 1,
3 shows the coarse balance beam of the balance on a larger scale and in a perspective view,
4 shows the essential parts of another embodiment of an analytical balance according to the invention, schematically and
FIG. 5 shows the control of the fine weighing position shown in FIG.
The balance has a fine balance beam 1 with a support blade 2 and a load blade 3. With the support blade 2, the balance beam 1 rests on a support bearing 4, which is not completely drawn and which sits on a mounting plate 5. At the rear end of the balance arm 1, a scale 6 is attached, which is shown enlarged on a ground glass 12 by an illumination lamp 7 and optical elements 8 to 11 (FIG. 1). A suspension bridge 13 with a switching weight basket 14, weight support rods 15 and 16 and a shell hook 17 is seated on the load cutter 3. A load shell 18 is suspended in the lower eyelet of the shell hook 17. A weight 19 on the other lever arm of the balance beam 1 is a balance weight and, due to the arrangement below the cutting line M-M, is at the same time the inclination weight of the balance beam. This gives the balance beam an inclination range of z.
B. 1 g. In the rest position (locked position) the balance beam 1 is lifted from the support bearing 4 and rests on a locking carrier 20 in supports 21, 22 and 23 (FIGS. 1 and 2). The locking bracket 20 is moved vertically up and down by a locking rod 24 and a locking cam 25 when the latter is rotated. At the same time, the suspension bridge 13 is lifted from the cutting edge 3 when it is locked. A rough balance beam 26 is arranged in the horizontal plane through the longitudinal axis M-M. At its rear end, the coarse balance beam has a bearing point with a conical notch 27 (FIG. 3). In this camp, the coarse balance beam rests on a housing-fixed pin 28 which is adjustable in height and lateral position. This pin 28 is located in the cross-beam axis N-N at a lateral distance from the longitudinal beam axis M-M.
The lever length of the coarse balance beam 26 can be adjusted to the point of support of a pin 30 by means of an eccentric 28a. At the same time, by moving the two parts 26a, 26b of the coarse balance beam in the elongated hole 26c, an adjustment of the effective length of the lever arm from the pivot point of the conical notch 27 to the spring engagement point 33 is possible. The effect of the coarse balance beam 26 on the fine balance beam 1 can thus be adjusted and precisely adjusted. The coarse balance beam 26 is adjusted so that the coarse weighing range of the fine balance beam 1 when the coarse balance beam is coupled is exactly a decimal multiple of the fine weighing range of the fine balance beam 1 alone, ie z. B. 100 g.
This arrangement of the rough balance beam stabilizes the fine balance beam 1 during the unlocked state and the swing. Since the support cutter 2 generally rests on a flat support bearing in precision scales, it is possible (with the slightest impact) to slip from the point on the support bearing when it was unlocked. As a result, the bar would change its position both in relation to the longitudinal axis M-M and in relation to the transverse axis N-N and the scale 6 would immediately come outside the focus range of the lens 9. This results in a blurred image on the focusing screen 12, which under certain circumstances can no longer be read.
Because the balance beam 1 is supported by pin 30 on bearing 29 of the coarse balance beam 26, since the coarse balance beam 26 is fixed to the housing by notch bearings 27 on the one hand and tension spring 31 on the other, the position of the pin 30 and thus the fine balance beam 1 both in the longitudinal axis MM and is fixed in the transverse axis NN.
If the coarse balance beam 26 were arranged in the beam longitudinal axis M-M, this stabilization would predominantly only be in the longitudinal axis M-M, less so in the transverse axis. On the other hand, if the coarse balance beam were the longitudinal axis parallel to the transverse axis NN through pin 30, i.e. the coarse balance beam were perpendicular to the fine balance beam 1, then a very good stabilization against displacements in the direction of the transverse axis NN or against rotations around the load cutter 3 in the horizontal plane would be there is also a reasonably good stabilization against displacements in the direction of the longitudinal axis MM, but when the beam 1 and the coarse balance beam 26 oscillate, relative movements between pin 30 and bearing 29 would occur, which of course leads to a strong error due to the friction between the balance beams 26 and 1 would lead.
Therefore, the roughly horizontal beam 26 is arranged in the pivot point of its conical notch 27 in the transverse axis of the beam N-N.
Pin 30 and bearing 29 thus move on the periphery of the same circle centered on the transverse axis N-N. The weight basket 14 with the support rods 15 and 16 hangs on the hanger 13. On these rods there are paired switching weights 40 and others, which are not shown, in a row next to one another. The weights 40 are placed on the support rods 15 and 16 by the switching weight device in the lower part 42 of the scales via plungers 43, switching levers 44 and switching cams 45 or are lifted therefrom and pressed against stops 46 and 47 fixed to the housing. The position of the shift weights is transmitted via gears 48 to display rollers 49, which are grouped together according to the weight size or their decimal parts, and are thus displayed on the ground glass screen 12.
In order to ensure a central loading of the hanger 13, the weights in the individual switching stages are divided in pairs so that, for. B. with a 10 g switching step, a 5 g weight lying symmetrically to the left and right of the longitudinal axis M-M is switched. For this purpose, the plungers 43 are bent in the upper part of the balance in such a way that both 5 g weights are actuated at the same time by the same plunger made from one piece of material.
The tappets 43 are also all next to each other.
The switching levers 44 and thus the tappets 43 can additionally be raised as a function of the locking cams 25 via a locking lever 50 which is rotatably arranged in a stationary bearing 51. During the pre-weighing - the position of the cam 25 shown in FIG. 1 corresponds to the pre-weighing position - all the plungers 43 are pressed upwards over the locking lever 50.
To set the zero value of the weight display both during rough weighing and, independently of this, during fine weighing, the optical beam path for imaging the scale 6 on the mat plate 12 (which is done in both cases with the same means) is guided via an adjustable mirror 10. This mirror 10 is movably mounted in a pivot point 66 and is pressed with spring 67 by a leaf spring 68 of locking cams 25 against a stop screw 69 that is fixed to the housing. By turning screw 69, a beam shift and thus an exact zero point setting can be set during pre-weighing. On the other hand, when the locking cam 25 is switched to the I-weighing position, the leaf spring 68 is released upwards, so that the spring 67 pulls the mirror 10 against an adjusting screw 70 fixed to the housing.
By adjusting this screw 7, the zero point of the fine weighing range can also be adjusted again in this position, regardless of the zero point of the coarse weighing range, which is given by the position of screw 69.
The scale works as follows.
Roughly weighing
Cam 25 is as shown. The locking bracket 20 is lowered, the beam 1 sits on the support bearing 4. Hanger 13 sits on load cutter 3.
The shell hook 17 is released from the brake plate 56.
The coarse balance beam 26 is released by the control rod 32 and is coupled to the fine balance beam 1.
All the shift weights are pressed up against the fixed stops 46 and 47 with the tappets 43. The counterweight 19 tries to move the bar counterclockwise until equilibrium is established by the tension spring 31. This is the zero point of the coarse scale, which can be set optically with screw 69 exactly up to the display 00 on the ground glass. When load arm 18 is loaded with a load up to the maximum size of all the shift weights removed, the balance beam will turn clockwise until equilibrium between the difference between the opposing force and the applied load with the tension spring 31 is restored. If the load applied is equal to the sum of the shift weights removed, then the difference is 0 and the spring 31 pulls the beam 1 into the end position of 100 g.
The remaining deflection is indicated by scale 6 on the ground glass 12 and can be read there. If the pre-weighing range is 100 g, as described above, and the applied load is 50.5021 g, then bar 1 will be between 50 and 51. The number 50 is read off and the number 50 is set on the display rollers by turning the shift weight cam 45.
As a result, the cams 45 are in the prepared position, in which 50 g are later removed from the weight support rods 15 and 16 by switching weights.
During this presetting of the shift weights and afterwards, however, the display of the coarse value on the ground glass screen 12 is retained.
Precision weighing
By rotating the locking cams 25 in the fine weighing position according to FIG. 1, the coarse weighing beam 26 is first pulled off the fine weighing beam 1 by the rod 32. The locking lever 50 releases the switching levers 44 so that they come to rest against the switching cams 45. Accordingly, the plungers 43 are lowered vertically or remain in their position. Since the switching cams 45 set during the pre-weighing correspond to a removed weight amount of 50 g, all weights except 50 g are placed on the weight basket 14 on the rods 15 and 16. The counterweight 19 is designed in such a way that it compensates exactly 100 g of the load placed on the load cutter 3 and also results in 1 g for the deflection (inclination range).
A weight of 50 g shift weight + 50.5021 g load = 100.5021 g will act on the load edge 3 of the beam 1, so that an excess weight of 0.5021 g brings the beam 1 to this value (namely until the Balance occurs through the center of gravity of the inclined weight and the excess weight). The bar 1 will turn clockwise about half its deflection angle and play on the fine weight value of 0.5021 g. The preset shift weights indicate the value 50. The total displayed measured value is 50.5021 g.
Locking the balance
The cam position of the control cam is shown in FIG. 3. The fine balance beam 1 rests on the supports 21, 22, 23 of the locking carrier 20. The load cutter 3 and support cutter 2 are lifted.
In order to clearly display the position of the balance - locked - pre-weighing - fine weighing - in a manner not shown in detail, 25 electrical contacts are attached to locking cams, which light up signal lamps 85 (green, yellow).
Likewise, when the taring 78 is actuated, one of the signal lamps 85, e.g. B. red, to light up.
Instead of coarse and subsequent fine weighing on the same scale, weighing with two measuring ranges can be carried out in different weight systems. The rough weighing would correspond to the weighing in weight system 1, e.g. B. in the g system, while the fine weighing the weight system 2, z. B. the karat system would correspond. It is also possible to provide the scale 6 on the balance beam 1 with a second row of scales in other measuring systems, which are also displayed when switching from weight system 1 to system 2 and projected onto ground glass 12.
In the description it was assumed that the coarse balance beam 26 is pulled against the fine balance beam 1 by a spring force. It does not change the idea of the invention if instead of the tension spring 31 z. B. a weight attached to the coarse balance beam 26, which acts both as a counterweight and as a tilting weight, presses the coarse balance beam 26 against the fine balance beam 1.
In the other embodiment of the scales shown schematically in FIGS. 4 and 5, the fine balance beam 1 is also provided with a support blade 2 and a load blade 3. The support cutter 2 is assigned the support bearing 4, which is provided on a mounting plate. At the rear end of the fine balance beam 1, the scale 6 is arranged, which, similar to the embodiment according to FIG. 1, is shown enlarged by means of an optical device on a ground glass, not shown. The suspension bridge 13 with the shift weight cage 14, weight support rods 15 and a shell hook 17 is seated on the load cutter 3. The load shell 18 is suspended in the lower eyelet of the shell hook 17. A balance weight 19 is attached to the other lever arm of the fine balance beam 1.
The balance weight 19 is at the same time the inclination weight of the fine balance beam 1. This gives the fine balance beam an inclination range of 1 g. In the locked rest position, the fine balance beam 1 is lifted from the support bearing 4 and rests on a locking carrier 20. The locking carrier can be moved up and down by the locking rod 24 and the locking cam 25. At the same time, the suspension bridge 13 is lifted off the load cutter 3 when it is locked.
One end of the coarse balance beam 26 is supported in a manner similar to that of the coarse balance beam of the embodiment according to FIG. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the other end of the coarse balance beam 26 is supported by means of a pin 52 on a bearing 53 of the fine balance beam 1. The support load is determined by a spring 54 which is tensioned adjustably between two fixed points of the housing. The setting can be made so that the inclination range of the balance in the pre-weighing z. B.
100 g.
For the coarse balance to function properly, it is important that the bearing 53 is subjected to at least a slight pressure at the zero point by the coarse balance beam 26. In order at the same time to prevent an undesired change in position of the precision balance beam 1 caused by this additional pressure, a projection 55 is provided on the hanger 17, on which a brake plate 56 articulated on the housing rests.
The weight of this brake plate 56 exerts the pressure that counteracts the additional force. In order to be able to adapt the counteracting pressure of the brake plate 56 to the articulation pressure of the coarse balance beam 26, the housing bearing for the brake plate 56 can be vertically or horizontally adjustable. In addition, the articulation pressure of the coarse balance beam 26 can be adapted to the counteracting pressure of the brake plate 56 in that one of the two suspension points of the spring 54 fixed to the housing is vertically adjustable.
In scales in which the brake plate 56 does not act on the hanger in front weighing position, the force acting by the dead weight of the brake plate 56 is also omitted. Another force directed against the articulation point of the coarse balance beam 26 can be generated in that in the coarse or pre-weighing position all switching weights 57 rest on the rods 15 of the hanger, while in the fine weighing position or locking position, at least one weight is lifted off the rods 15 regardless of the weight switching position is.
To lift the shift weights 57 vertically displaceable plungers 58 are provided, each resting on a weight shift lever 59.
In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the weight shift levers 59 are mounted with their pivot points on a rocker 60, which in turn are pivotably mounted at one end in the joint 61, while the other end rests on a cam disk 62. Because the rocker 60 rests at the lowest point of the cam 62 in the pre-weighing position, the pivot point of the weight switching lever 59 is displaced so that the switching lever outside; Engagement with weight cam 63 is. In the locking or fine weighing position, these parts assume the position shown in full lines in FIG.