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Selbsttätige Gewichts auflegevorrichtung für Waagen, insbesondere
Feinwaagen Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Gewichtsauflegevorrichtung für
Waagen, insbesondere Feinwaagen, mit einer über mehrere Dekaden sich erstreckenden
und vom Waagebalken elektrisch oder lichtelektrisch gesteuerten, elektromotorisch
oder elektromagnetisch angetriebenen Lastausgleichseinrichtung, bei der das zuletzt
aufgelegte Gewicht automatisch wieder abgenommen wird, sobald ein Übergewicht auf
der Gewichtsseite eintritt. Dieses Gewichtsabnehmen ist der Fall, wenn von einer
Dekade der Gewichte auf diejenige der nächstkleineren Gewichte übergegangen werden
muß.
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Der Augenblick, bei dem dieses Umschalten von einer Dekade größerer
Gewichte auf diejenige der nächstkleineren Gewichte erfolgen muß, ist dann vorhanden,
wenn der Waagebalken von der Lnstseite nach der Gegengewi chtsseite aus schlägt.
In diesem Augenblick muß die letzte Einheit der Gewichte aus der größeren Dekade
wieder abgehoben werden und die Betätigung der kleineren Gewichte erfolgen.
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Die bekannten elektrischen Schaltgewichtswaagen sind in ihrer Konstruktion
kompliziert und kostspielig und geben damit auch zu Störungen Anlaß, die das Maß
der wirtschaftlichen Anwendungsmöglichkeit meist überschreiten, da sie rein elektrisch
gesteuert werden. Außerdem dauert der Schaltvorgang verhältnismäßig lange.
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Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu beheben. Während
bei den bekannten Gewichtsauflegeeinrichtungen das Umschalten auf die nächste Dekade
erst erfolgt, nachdem die Gewichtsauflnge der letzten Einheit rückgängig gemacht
worden ist, hat die Erfindung zum Ziele, gleichzeitig mit dem Umkehrvorgang, der
die Auflage dieser letzten Einheit rückgängig macht, den Umschaltvorgang von der
betreffenden Dekade auf die nächste einzuleiten. Es soll mit anderen Worten der
Gewichtsauflegemechanismus immer dann, wenn er vom Vorwärtsgang auf den Rückwärtsgang
umgeschaltet war, beim nächsten Vorwärtsgang auf die nächstfeinere Dekade umgeschaltet
werden, ohne daß von dem Rückwärtsgang noch besondere Impulse, wie beispielsweise
über besondere, mit dem Mechanismus der einzelnen Dekaden verbundene Klinken, Kontakte
od. dgl., ausgeübt werden müssen. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache und übersichtliche
sowie nicht störanfällige Konstruktion und Arbeitsweise.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, dlaß der Umschaltvorgang
der Gewichtsauflage von einer Dekade auf die jeweils nächste Dekade mit dem Umkehrvorgang
für die Wiederabnahme des zuletzt aufgelegten Gewichtes verbunden ist, indem beim
anschließenden erneuten Vorwärtsgang die Kupplung zwischen dem Antrieb und der Schalteinrichtung
der vorhergehenden Dekade gelöst und die Kupplung zwischen dem Antrieb und der Schalteinrichtung
für die nächste Dekade eingerückt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist hierzu zwischen die Antriebswelle
des von dem Waagebalken gesteuerten Elektromotors und die S chaltvorrichtungen für
die einzelnen Dekaden eine mit Spiel arbeitende Schal tkupp lung eingebaut, die
die D rehbewegungen des Motors für die Gewichtsauflage und -abnahme weiterleitet,
und ist zusätzlich ein Steuerglied vorgesehen, das jeweils nur bei Beginn eines
Vorwärtsganges der Motorwelle derart beeinflußt wird, daß es durch seine Relativbewegung
gegenüber der die Schaltvorrichtungen der einzelnen Dekaden antreibenden Welle diese
Schaltvorrichtungen nacheinander mit der Welle kuppelt.
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Als Steuerglied für die Umschaltung der Schaltglieder von einer Dekade
zur nächsten dient erfindungsgemäß eine auf der getriebenen Welle sitzende Gewindehülse,
die zu Beginn einer jeden Vorwärtsbewegung des Motors zunächst um einen bestimmten
Winkel verdreht wird und damit die Umschaltung der Schaltorgane von einer Dekade
zur nächsten bewirkt.
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Die Zurückführung der Gewichtsauflageglieder in die Anfangslage der
unbelasteten Waage erfolgt erfindungsgemäß durch federnde Elemente, die während
des Auflegens der Gewichte gespannt und bis zur Zurückführung in dem gespannten
Zustand durch Sperren gehalten werden, wobei die Sperren erst einrasten, wenn die
Auflage der entsprechenden Gewichte abgeschlossen ist.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das gesamte Bild einer Feinwaage gemäß der Erfindung,
Fig.
2 das Steuerglied für die Umschaltung im Schnitt, Fig. 3 einen Querschnitt durch
Fig. 2 in Richtung a-b und Fig. 4 einen tiefer liegenden Querschnitt durch Fig.
2.
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1 ist eine Last, die auf die Schale 2 der Waage aufgelegt wird. Beim
Auflegen erfolgt ein Ausschlag des Waagebalkens 3 derart, daß der aus einem Elektrizität
leitenden Werkstoff hergestellte Balken 3 mit diem Anschlag 3a einen Kontakt 5 berührt.
4 ist die Mittelschneide auf dem Mittellager 6, welches wie der Kontakt 5 und die
Mittelschneide 4 ebenfalls aus einem leitenden Werkstoff besteht. Damit wird über
die Teile 3, 5 und 4, 6 ein Stromkreis einer Stromquelle 16 geschlossen. Der Stromkreis
dient dazu, um über eine geeignete Verstärkeranordnung, beispielsweise einen durch
die Spule 7 betätigten Schalter 8, umzustellen. Damit wird der Stromkreis zum Antrieb
eines Elektromotors 9 geschlossen. Der Elektromotor 9 dient zum Antrieb der Gewichtsauflegevorrichtung.
In dieser befinden sich die Kupplungen k1 bis k4. 25 ist die Motorwelle, die mit
der getriebenen Welle 20 der Auilegeeinrichtung zus ammenarbeitet. Je nachdem. welche
der Kupplungen hl bis k4 im Eingriff ist, wird von der Welle 20 eine der Nockenwellen
ng bis iL4 in Umdrehung versetzt. Die Nockenwellen tragen mehrere, normalerweise
vier Nocken 12. Durch diese Nocken kann in bekannter Weise je ein Gewichtsstück
10 auf eines der am Gehängebügel 11 der Waage angebrachten Lineale 35 aufgelegt
oder von den Linealen abgenommen werden. Dazu dienen die Schaltstangen 13.
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Die Untersetzung des Getriebemotors 9 ist so hoch, daß die Aufnahme
blzw. Abnahme der Gewichtsstücke 10 langsam genug erfolgt und daß die Nockenwellen
bei Stromunterbrechung schnell genug zum Stillstand kommen. Diese Unterbrechung
erfolgt, sobald auf der Gewichtsseite ein Übergewicht infolge entsprechender Auflage
von Gewichtsstücken 10 vorhanden ist. In an sich bekannter Weise ist die Zunahme
dieser Gegengewichte derart geordnet, daß mit der Drehung der Nockenwellen n im
einen Sinne das Gesamtgewicht zunimmt, und zwar im allgemeinen linear innerhalb
einer Dezimale in Stufen von 0, 1, 2 bis 9 Einheiten.
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Entsprechend ist die Abnahme im anderen Sinne.
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Ist das Gesamtgewicht der Gegengewichte so groß geworden, daß gegenüber
der Last 1 ein Übergewicht vorhanden ist, so neigt sich der Balken der Waage 3 nach
der anderen Seite. Sein Anschlag 3b kommt mit dem Kontakt 15 in Berührung. Damit
wird ein anderer Stromkreis geschlossen, der das Zurückdrehen des Motors 9 samt
Nockenwellen n jeweils nulr um eine Einheit, beispielsvçeise von 8 auf 7, bewirkt.
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Der Antrieb der Nockenwellen n erfolgt durch den gemeinsamen Motor
9, und zwar werden die Nockenwellen n, ausgehend von derjenigen, die die Gewichte
der höchsten Dekade steuert, nacheinander mit dem Motor gekuppelt. Der Drehsinn
des Motors 9 wird durch die Kontakte 5 und 15 bestimmt. Wird. der durch die Stromquelle
16 geringer Spannung gespeiste Steuerstromkreis über den Kontakt 5 geschlossen,
so schaltet die Spule 7 den Schalter 8 auf die in der Fig. 1 gezeigte Stellung,
und der Motor dreht sich vorwärts. Im Ruhezustand, d. h. im Gleichgewichtszustand,
der Waage ist der Stromkreis unterbrochen. Die Schalterkontakte befinden sich in
der Mittelstellung 17. Wird der Steuerstromkreis über den Anschlag 15 geschlossen,
so zieht die Spule 18 den Schalter in die Lage, die eine Drehung des Motors 9 im
Gegensinn bewirkt.
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Zur Kupplung des Motors 9 bzw. seiner Welle 25 mit der Welle 20 ist
eine Kupplung vorgesehen, die aus folgenden Teilen besteht. Auf der Welle 20 sitzt
eine Hülse 21, die sich jeweils um einen bestimmten Betrag hebt, sobald der Motor
9 von Rückwärtsgang auf Vorwärtsgang geschaltet wird. Um die Hülse 21 greift mit
einem gabelförmigen Arm 22a ein Hebel 22, der um den festen Drehpunkt 23 schwenkt.
Das andere Ende des Hebels 22 ist an einer Stange 24 angelenkt.
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Die Stange 24 wiederum greift an den drehbaren Scheiben s, bis s4
an, die mit um Winkelbeträge gegeneinander versetzten Stiften tl bis t4 versehen
sind. Die Stifte ti bis t4 kommen je nach ihrer Lage mit den Kuppfungshebeln 11,
bis 114 nacheinander in Eingriff.
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Wird der Motor von Rückwärtsgang auf Vorwärtsgang umgeschaltet, so
hebt sich die Hülse 21. Die Stange 24 senkt sich, und die Stifte t1 bis t4 wirken
nacheinander über die Hebel h1 bis h4 auf die Kupplungen hi bis k4 ein. Damit werden
über die Nockenscheiben 12 die entsprechenden Lastgewichte auf die Träger 35 aufgelegt.
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Zur Bewegung der Hülse 21 ist ein Mechanismus gemäß Fig. 2 vorgesehen.
Auf der Welle 25 des Motors 9 sitzt fest eine Kupplungsscheibe 26. Diese trägt Kupplungszähne
27. Andererseits sitzt auf dem unteren Ende der Welle 20 eine Kupplungsscheibe 29.
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Die Kupplungsscheibe 29 trägt, nach unten ragend, Kupplungszähne 28.
Zwischen den Kupplungszähnen 27 und 28 befinden sich größere Spielräume 30. Damit
wird erreicht, daß bei einem Wechsel in der Drehrichtung des Antriebsmotors 9 die
Hauptwelle 20 nicht sofort mitgenommen wird. Vielmehr tritt eine Relativbewegung
zwischen der unteren Kupplungsscheibe 26 und der oberen Kupplungsscheibe 29 ein.
An der unteren Kupplungsscheibe ist ein Scbaltzahn 31 angebracht. 32 ist ein Sperrad
auf der Hülse 21. Beim Rückwärtsgang des Motors gleitet der Schaltzahn 31 über die
Zähne des Sperrades 32 hinweg. Beim nächstfolgenden Vorwärtsgang des Motors 9 tritt
dagegen der Schaltzahn 31 hinter einen der Zähne des Sperrades 32 und dreht damit
die Hülse 21 um einen gewissen Betrag. Die Hülse 21 sitzt mit einem steilgängigen
Gewinde 21" auf der Büchse 29a der oberen Kupplungsscheibe 29. Damit wird die Hülse
21 bei ihrer Verdrehung durch den Schaltzahn 31 sich gleichzeitig heben. Auf der
Kupplungshälfte 29 sitzt noch ein zweiter Schaltzahn 33, der die Hülse 2f gegen
Zurückdrehung sichert. Dieses Zurückdrehen würde unter dem Einfluß einer Spiralfeder
34 eintreten. Es erfolgt also bei jedem Umschalten von Rückwärtsgang auf Vorwärtsgang
des Motors 9 ein weiteres Anheben der Hülse 21, und damit werden nacheinander die
Nockenwellen n, bis 714 mit ihren Nocken verdreht.
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Nach Beendigung des Wägevorganges müssen die Nockenwellen n, bis.
n4 und die Hülse 21 in ihre Anfangsstellung zurückgedreht werden. Dies geschieht
am einfachsten durch entsprechende Spiralfedern, von denen nur die Feder 34 für
die Hülse 21 dargestellt ist. Durch Sperrklinken, die bei den Nockenwellen nl bis
n4 erst einrasten, wenn die Gewichte bereits aufgelegt sind, werden diese Teile
entgegen der Federwirkung in ihrer Lage gehalten. Wenn das Wäge resultat festgelegt
ist, werden sämtliche Sperrklinloen mit einem Handgriff gelöst, eine Aufgabe, die
hier nicht näher beschrieben wird.
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Im einzelnen spielt sich der Vorgang wie folgt ab, wenn die Nockenwellen
n, bis n4 bzw. die Hülse 21 in ihre Ausgangslage zurückgebracht werden. Die Last
1 wird abgenommen. Der Balken 3, der nach dem letzten Vorwärtsgang des Motors in
einer Lage
stehengebheben war, in der weder der Kontakt 5 noch der
Kontakt 15 berührt wurde, berührt nunmehr den Kontakt 15. Damit arbeitet die Anlage
im Sinne des Rückwärtsganges. Dieser Rückwärtsgang ist nicht beim Zurückschalten
von Gewichtsstüclien 10 um eine Einheit beendet, wie dies vorher der Fall war, sondern
der Motor würde unbegrenzt weiter rückwärts laufen, da bis zur endgültigen Abnahme
aller Gewichtsstücke der Kontakt 15 berührt bleibt. Dieser Zustand kann in verhältnismäßig
einfacher Weise dafür benutzt werden daß die Sperrklinken, welche die Nockenwellen
n1 bis n4 und die Hülse 21 entgegen der erwähnten Federwirkung in ihrer Lage halten,
gelöst werden. Die Nockenwellen und die Hülse werden dann durch die Federn in ihre
Anfangslage zurückgedreht.
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An Stelle den Strom über die Mittelschneide 4 zu leiten, kann auch
ein bewegliches Element als Anschlag vorhanden sein, das am Balken angebracht ist
und einen Steuerstromkreis schließt, der nicht durch den Balken geführt ist.
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Der elektrische Strom kann auch ganz von dem Balken ferngehalten
werden, wenn die Steuerung in an sich bekannter Weise durch eine oder mehrere Photozellen
erfolgt, die durch einen Lichtstrahl angeleuchtet werden.
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Eine Stromzuführung durch den Balken kann durch einen Torsionsdraht
oder Torsionsbänder erfolgen, die möglichst nahe der Mittelschneide liegen.
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Die Stromverstärkung kann auch dlurch Elektronenröhren, Relais oder
Schaltschütze erfolgen.
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PATI Ns P I: I' C.IIE 1. Selbsttätige Gewichtsauflegevorrichtung
für Waagen, insbesondere Feinwaagen, mit einer über mehrere Dekaden sich erstreckenden
und vom Waagebalken elektrisch oder lichtelektrisch gesteuerten, elektromotorisch
oder elektromagnetisch angetriebenen Lastausgleichseinrichtung, bei der das zuletzt
aufgelegte Gewicht automatisch wielder abgenommen wird, sobald ein Übergewicht auf
der Gewichtssei te eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschal tvorgang der
Gewichtsauflage von einer Dekade auf die jeweils nächste Dekade mit dem Umkehrvorgang
für die Wiederahnahme des zuletzt aufgelegten Gewichts verbunden ist, indem
beim
anschließenden erneuten Vorwärtsgang die Kupplung zwischen dem Antrieb und der Schalteinrichtung
der vorhergehenden Dekade gelöst und die Kupplung zwischen dem Antrieb und der Schaltvorrichtung
für die nächste Dekade eingerückt wird.