DE1238229B

DE1238229B - Adjustment device for a top-pan precision balance

Info

Publication number: DE1238229B
Application number: DEM63071A
Authority: DE
Inventors: Hans Buchmann
Original assignee: Mepag AG
Current assignee: Mepag AG
Priority date: 1964-10-02
Filing date: 1964-11-10
Publication date: 1967-04-06

Description

Justiervorrichtung für eine oberschalige Präzisionswaage In Präzisionswaagen, bei welchen der am Waagebalken aufgehängte Lastschalenträger vermittels eines Lenkhebels nach Art eines Parallelogramms geführt wird, ist meistens noch eine stufenlos regelbare Tariervorrichtung eingebaut. Der eine Arm des Waagebalkens trägt dabei ein Gegengewicht, während die Tariervorrichtung eine am Schalenträger angreifende Tarierfeder besitzt, die vermittels einer im Waagengestell angebrachten Einstellvorrichtung nach Bedarf gespannt werden kann. Da die von der Tarierfeder in praktisch lotrechter Richtung auf den Schalenträger einwirkende Kraft stets proportional der jeweiligen Verlängerung der Tarierfeder sein sollte, ergibt sich somit eine Abhängigkeit der Empfindlichkeit der Waage von den Eigenschaften der Tarierfeder, und diese Abhängigkeit ist an sich unerwünscht. Auch bei sorgfältigster Herstellung der Tarierfeder läßt es sich nicht vermeiden, daß die Federkonstanten der fertigen Tarierfeder Schwankungen unterliegen, und dies bedingt zeitraubende und kostspielige Justierungen an der Waage, um ihre Empfindlichkeit auf den erforderlichen Sollwert zu bringen.Adjustment device for a top-pan precision balance In precision balances, in which the load pan carrier suspended on the balance beam by means of a steering lever is guided in the manner of a parallelogram, is usually an infinitely variable one Built-in taring device. One arm of the balance beam carries a counterweight, while the buoyancy control device has a buoyancy control spring that acts on the shell support, by means of an adjustment device mounted in the balance frame as required can be stretched. Since the buoyancy control spring is in a practically vertical direction The force acting on the shell support is always proportional to the respective extension should be the balancing spring, there is thus a dependency of the sensitivity the balance on the properties of the balancing spring, and this dependence is in itself undesirable. Even with the most careful manufacture of the balancing spring, it cannot be done avoid that the spring constants of the finished balancing spring are subject to fluctuations, and this requires time-consuming and costly adjustments to the balance in order to achieve your Bring sensitivity to the required setpoint.

Man hat versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu umgehen, daß neben der Einstellvorrichtung zum Spannen der Tarierfeder noch Mittel angebracht werden, die eine stufenlose Justierung der Federkonstanten der Tarierfeder gestatten. Diese Mittel bestehen im Prinzip darin, daß am einen Ende der Tarierfeder Klemmstücke eingeschraubt werden, die in regelbarer Weise eine oder mehrere Windungen der Tarierfeder neutralisieren und dadurch unwirksam machen. An sich wäre hierdurch zwar ein Vorabgleich der Federkonstanten der Tarierfeder möglich, der die Justierung der Empfindlichkeit der fertigen Waage erleichtern würde. Die Verwendung solcher einschraubbaren Klemmstücke bringt es aber mit sich, daß dann die Tarierfeder nicht mehr genau in ihrer Achsrichtung beansprucht wird, und dies hat weitere Fehlerquellen zur Folge, die sich in einer verminderten Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse äußern. Die Anwendung dieser Mittel zur direkten Justierung der Federkonstanten der Tarierfeder ist daher verhältnismäßig beschränkt und nur in Waagen zulässig, an welche weniger hohe Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit und Reproduzierbarkeit gestellt werden. Attempts have been made to circumvent this difficulty by adding Means are attached to the adjustment device for tensioning the taring spring, which allow a stepless adjustment of the spring constant of the balancing spring. These Means consist in principle that at one end of the balancing spring clamping pieces are screwed in, the one or more turns of the balancing spring in an adjustable manner neutralize and thereby render them ineffective. In itself this would be a preliminary comparison the spring constant of the taring spring possible, the adjustment of the sensitivity the finished scale would make it easier. The use of such screw-in clamping pieces but it means that the balancing spring is no longer exactly in its axial direction is claimed, and this has further sources of error resulting in a express reduced reproducibility of the measurement results. The application of these funds for direct adjustment of the spring constant of the taring spring is therefore proportionate limited and only permitted in scales which have less stringent requirements with regard to Accuracy and reproducibility.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Justiervorrichtung für eine oberschalige Präzisionswaage mit einem auf einem Träger am Waagengestell gelagerten Waagebalken, dessen eines Ende mit einem konstanten Gegengewicht belastet ist und auf dessen anderem Ende ein Schalenträger aufruht, welcher durch einen unterhalb des Waagebalkens zwischen dem Träger des Waagengestells und dem Lastschalenträger liegenden Parallellenker in Form eines Parallelogramms geführt ist, wobei an dem Schalenträger eine im wesentlichen senkrecht wirkende, einstellbare und mit ihrem anderen Ende am Waagengestell befestigte Tarierfeder angreift. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die vorerwähnte Abhängigkeit der Empfindlichkeit der Waage von den Federkonstanten der Tarierfeder erheblich zu vermindern bzw. ganz zu beseitigen, so daß dann die Tarierfeder sich wie ein stufenlos regelbares Tariergewicht verhält, welches am Schalenträger angehängt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß eine horizontal liegende Kompensationsfeder mit ihrem einen Ende am Lastschalenträger und mit ihrem anderen Ende ortsfest und verstellbar unterhalb des Waagebalkens und oberhalb des Parallellenkers angreift, derart, daß die Kompensationsfeder das Parallelogramm zusammenzudrücken sucht. Vorzugsweise wird die Anordnung noch derart getroffen, daß die als Zugfeder ausgebildete Kompensationsfeder zwischen ihrem Angriffspunkt am Waagengestell und ihrem Angriffspunkt am Schalenträger eine Länge hat, welche größer ist als die Länge des Waagebalkens zwischen seiner Mittelschneide und dem Aufhängepunkt des Schalenträgers. The present invention relates to an adjusting device for a top-pan precision balance with a mounted on a support on the balance frame Balance beam, one end of which is loaded with a constant counterweight and on the other end of which rests a shell carrier, which is supported by one below of the balance beam between the support of the balance frame and the load pan support lying parallel link is guided in the form of a parallelogram, with the Shell carrier a substantially perpendicular, adjustable and with her the other end attached to the balance spring acts on the balance spring. The task of the present Invention lies in the aforementioned dependence on the sensitivity of the balance to significantly reduce or completely eliminate the spring constants of the balancing spring, so that the balancing spring then behaves like an infinitely variable balancing weight, which is attached to the shell support. This is achieved in accordance with the invention a horizontally lying compensation spring with one end on the load shell carrier and with its other end stationary and adjustable below the balance beam and Above the parallel link acts in such a way that the compensation spring the parallelogram looking to squeeze. The arrangement is preferably made in such a way that that the compensation spring designed as a tension spring between its point of application on the balance frame and its point of application on the pan support has a length which is greater than the length of the balance beam between its central cutting edge and the Suspension point of the shell support.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der schematischen Zeichnung teilweise im Schnitt veranschaulichten, vereinfachten Ausführungsbei- spiels näher erläutert, wobei die für das Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erforderlichen Einzelheiten aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen sind. The invention is illustrated below with reference to one in the schematic Drawing partially illustrated in section, simplified embodiments play explained in more detail, which is not absolutely necessary for an understanding of the invention Details are omitted for the sake of clarity.

Auf dem Waagengestell 1 ist ein Lager 2 angebracht, in welchem die Mitteischneide 3 des Waagebalkens 4 sitzt. Der längere Arm 5 des Waagebalkens 4 weist das übliche Gegengewicht 6 auf, während der kürzere Arm 7 mit der Außenschneide 8 versehen ist. Der stangenförmige Schalenträger 9 ist an seinem oberen Ende mit der Waageschale 10 sowie mit einem Lager 11 versehen, vermittels welchem der Schalenträger 9 auf der Außenschneide 8 ruht. An seinem unteren Ende ist der Schalenträger 9 vermittels eines Lenkhebels 12 geführt, der zwei voneinander wegweisende Schneiden 13 und 14 besitzt. On the balance frame 1, a bearing 2 is attached, in which the Center cutting edge 3 of the balance beam 4 is seated. The longer arm 5 of the balance beam 4 has the usual counterweight 6, while the shorter arm 7 with the outer cutting edge 8 is provided. The rod-shaped shell carrier 9 is at its upper end with the weighing pan 10 and provided with a bearing 11, by means of which the pan support 9 rests on the outer cutting edge 8. At its lower end, the shell carrier 9 is mediated a steering lever 12, the two cutting edges 13 and 14 pointing away from each other owns.

Die eine Schneide 13 ruht in einem Lager 15, welches im Waagengestell 1 befestigt ist. Die andere Schneide 14 des Lenkhebels 12 greift hingegen in das am Schalenträger 9 angebrachte Lager 16 ein. Die ganze Anordnung ist in bekannter Weise so getroffen, daß die Schneiden 13 und 14 des Lenkhebels 12 sowie die Schneiden 3 und 8 des Waagebalkens 3 stets die Ecken eines Parallelogramms bilden, dessen Längsseiten durch die Verbindungsgeraden zwischen den Schneiden 3 und 13 einerseits und den Schneiden 8 und 14 anderseits gebildet werden.The one cutting edge 13 rests in a bearing 15 which is in the balance frame 1 is attached. The other cutting edge 14 of the steering lever 12, however, engages in the a bearing 16 attached to the shell support 9. The whole arrangement is well known Way taken so that the cutting edges 13 and 14 of the steering lever 12 and the cutting edges 3 and 8 of the balance beam 3 always form the corners of a parallelogram whose Long sides through the connecting straight lines between the cutting edges 3 and 13 on the one hand and the cutting edges 8 and 14 are formed on the other hand.

Im Waagengestell sind ferner die Einstellelemente der Tariervorrichtung angebracht. Diese weisen eine im Waagengestell 1 drehbar gelagerte Schraubenspindel 17 auf, die mit einem nicht näher veranschaulichten Drehknopf zur manuellen Bedienung derselben versehen ist. Die Schraubenspindel 17 dient zur lotrechten Verstellung einer Wandetmutter 18, die längs einer im Waagengestell 1 vorgesehenen Führung 19 gleitet. In der Wandermutterl8 ist ein konisches Lager 20 angebracht, in welches das untere, zugespitzte Ende der Tarierfeder 21 eingreift. Das obere und ebenfalls zugespitzte Ende der Tarierfeder 21 sitzt hingegen in einem irn Schalenträger 9 angebrachten konischen Lager 22. Die Warierfeder21 iSt als Zugfeder ausgebildet, und die ganze Anordnung ist so getroffen, daß die Tarierfeder21 möglichst genau in ihrer Achsrichtung gespannt wird, wobei diese Achsrichtung praktisch lotrecht verläuft. The setting elements of the taring device are also located in the balance frame appropriate. These have a screw spindle rotatably mounted in the balance frame 1 17, with a rotary knob, not shown in detail, for manual operation the same is provided. The screw spindle 17 is used for vertical adjustment a wall nut 18 which runs along a guide 19 provided in the balance frame 1 slides. In the Wandermutterl8 a conical bearing 20 is attached, in which the lower, pointed end of the balancing spring 21 engages. The upper one and also In contrast, the pointed end of the balancing spring 21 is seated in a shell carrier 9 attached conical bearing 22. The Warierfeder21 is designed as a tension spring, and the whole arrangement is made so that the balancing spring21 is as precise as possible is tensioned in its axial direction, this axial direction practically perpendicular runs.

Die Tarierfeder 21 übt demnach auf den Schalen träger 9 eine nach unten weisende Zugkraft auf, deren Größe einerseits durch die Stellung der Wandermutter 18, anderseits aber auch durch die jeweilige Neigung des Waagebalkens 4 gegeben ist. Die Größe dieser Zugkraft soll hierbei genau proportional mit der jeweiligen Abstandsänderung zwischen den Lagern 20 und 22 zu- oder abnehmen.The taring spring 21 accordingly exercises on the shell carrier 9 after downward tensile force, the size of which is due on the one hand to the position of the traveling nut 18, but on the other hand also given by the respective inclination of the balance beam 4 is. The size of this tensile force should be exactly proportional to the respective Change in distance between the bearings 20 and 22 increase or decrease.

Zwischen dem Waagengestell 1 und dem Schalenträger9 ist nun eine weitere Feder, die Kompensationsfeder 23, wirksam. Diese ebenfalls als Zugfeder ausgebildete Kompensationsfeder 23 soll sich praktisch horizontal und in einer Höhenlage erstrecken, die im Bereich zwischen derjenigen des Waagebalkenarmes 7 und derjenigen des Lenkhebels 12 liegt, sich jedoch näher dem Lenkhebell2 befindet. Dementsprechend ist nur wenig oberhalb des Lagers 16 am Schalenträger 9 das konische Lager 24 angebracht, welches als Angriffspunkt der Kompensationsfeder 23 wirkt und in dem das zugespitzte und zurückgebogene Eride der Kompensationsfeder 23 ruht. Der auf der Seite deS Waagengestells befindliche Angriffspunkt für das andere Ende der Kom- pensationsfeder23 ist in analoger Weise durch das weitere konische Lager 3 gegeben. Dieses weitere Lager 25 ist jedoch nicht unmittelbar im Waagengestell sondern in einer im Waage estell 1 angebrachten Justiervorrichtung unterge racht, çermittels welcher sowohl die Höheniage wie auch die Horizontallage des Lagers 25 einstellbar ist. Die Einstellung der Horizontallage des Lagers 25, und damit der jeweiligen Spannung der Kompensationsfeder 23, erfolgt mittels eines im Waagengestell 1 horizontal verschiebbar gelagerten Schlittens 26, der durch die Stellschraube 27 verstellt wird. Zur Justierung der Höhenlage des Lagers 23 ist dieses in einer Wandermutter 28 angebracht, die im Schlitten 26 vermittels des Stiftes 29 geführt und mit Hilfe der weiteren Stellschraube 30 verstellbar ist. Between the scale frame 1 and the pan support 9 is now a Another spring, the compensation spring 23, is effective. This also as a tension spring trained compensation spring 23 should be practically horizontal and at an altitude extend in the area between that of the balance beam arm 7 and that of the steering lever 12, but closer to the steering lever 2. Accordingly is only a little above the bearing 16 on the shell support 9, the conical bearing 24 is attached, which acts as the point of application of the compensation spring 23 and in which the pointed and the bent back Eride of the compensation spring 23 rests. The one on the side of the scale frame located point of attack for the other end of the communication pensationsfeder23 is in analog Way given by the further conical bearing 3. This further camp 25 is, however not directly in the scale frame but in a frame 1 in the scale Adjusting device underneath, by means of which both the height and the horizontal position of the bearing 25 is adjustable. Adjusting the horizontal position of the bearing 25, and thus the respective tension of the compensation spring 23, takes place by means of a slide 26 mounted horizontally displaceably in the scale frame 1, which is adjusted by the adjusting screw 27. To adjust the height of the Bearing 23, this is attached in a traveling nut 28, which mediates in the carriage 26 of the pin 29 is guided and adjustable with the aid of the further adjusting screw 30.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, übt die Kompensationsfeder 23 auf den Schalenträger 9 eine Kraft aus, welche das Bestreben hat, das durch die Schneiden 3, 13, 8, 14 gegebene Parallelogramm zusammenzudrücken. Die auf den Schalenträ er 9 aus geübte horizontale Kraft hat demnach eine ehtung, die von der Außenschneide S des Waagebalkens 4 zu dessen Mittelsehneide 3 hinweist. Da jedoch die Kompensationsfeder 23 sich näher am Lenkhebel 12 befindet, wird der Lenkhebel 12 den größten teil der von der Kompensationsfeder23 erzeugten Zugkraft aufnehmen, während der Waagebalkenarm 7 nur mit einem geringen Bruchteil dieser ZuWaft belastet wird. Hierdurch ergibt sich der weitere torteil, daß vermöge der Kompensationsfeder 23 der Lenkhebel 12 ohne weitere Maßnahmen stets in den ihm zugeordneten Lagern 15 und 16 gehalten wird; Voraussetzung dabei ist jedoch, daa der Lenkliebel 12, wie dargestellt, zwei voneinander wegweisende Schneiden 13 und 14 aufweist. Bei Verwen ung einer als Zugfeder wirkenden Kompensatiõnsfeder>3 ist eS ferner erforderlich, daß der Abstand zwischen den Lagern 24 und 25 bzw. der Abstand zwischen den Angriffspunkten der Kompensationsfeder 23 erheb lich größer iSt als der Abstand zwischen den Schneiden 3 und 8 des 'Waagebalkens 4 oder als dar Abstand zwischen den Schneiden 13 und 14 des Lenkhebels 12. As can be seen from the drawing, the compensation spring exercises 23 on the shell carrier 9 from a force which has the tendency to through the Cutting 3, 13, 8, 14 to compress given parallelogram. The ones on the shell trays The horizontal force exercised therefore has a respect that comes from the outer cutting edge S of the balance beam 4 points to its median chord 3. However, there the compensation spring 23 is closer to the steering lever 12, the steering lever 12 is most of the absorb the tensile force generated by the compensation spring23, while the balance beam arm 7 is only burdened with a small fraction of this total. This results in The other part is that by virtue of the compensation spring 23 of the steering lever 12 is always held in the bearings 15 and 16 assigned to it without further measures; A prerequisite for this, however, is that the steering link 12, as shown, be two of each other has pioneering cutting edges 13 and 14. When using one that acts as a tension spring Kompensatiõnsfeder> 3 is also required that the distance between the Bearings 24 and 25 or the distance between the points of application of the compensation spring 23 is considerably larger than the distance between the cutting edges 3 and 8 of the balance beam 4 or as the distance between the cutting edges 13 and 14 of the steering lever 12.

Bei genau horizontalem Waagebälken 4 und demnach auch bei horizontalem Lenkhebel 12 wird nun vorerst die Stelischraube 30 so länge justiert, bis sich das Lager 25 aüf genau derseiben Höhe befindet wie das Lager 24, so daß die Kompensationsfeder 23 eine Zugkraft in genau horizontaler richtung ausübt. With an exactly horizontal balance beam 4 and therefore also with a horizontal one Steering lever 12 is now initially adjusted the adjusting screw 30 in length until the Bearing 25 is located at exactly the same height as the bearing 24, so that the compensation spring 23 exerts a tensile force in an exactly horizontal direction.

Unter diesen lßrnständen hat nun die Ktompeirsationsfeder 23 zur Folge, daß am Schalenträger 9 ein Kippmoment entsteht, welches das Bestreben hat, den Schalenträger 9 nach oben oder nach unten zu bewegen, da hierdurch die I(ompensationsfeder entspannt wird. Man kann nun durch entsprechende Justierung der Schraube 27 die Kompensationsfeder 23 so spannen, daß das durch sie erzeugte moment gerade die Änderung der Zugkraft er Tarierfeder 21 kompensiert, wenn sich der Schalenträger 9 nach oben oder nach unten bewegt. Wie sich rechnerisch zeigen läßt, muß zu diesem Zweck die Kompensationsfeder 23 eine Zugkraft ausüben, die größer ist als die Kraft, die erforderlich wäre, um die Tarierfeder 21 zusätzlich über eine Länge zu spannen, die gleich ist dem Abstand zwischen den Wäägebalkenschneiden 3 und 8. Hat man jedoch die Kompensationsfeder 23 richtig gespannt, dann ist die Empfindlichkeit der ganzen Waage unabhängig von der Federkonstanten der Tarierfeder 21 geworden.Under these omissions, the compe ration spring 23 now results in that a tilting moment arises on the shell support 9, which tends to remove the shell support 9 to move up or down, as this relaxes the compensation spring will. You can now adjust the screw 27, the compensation spring Tension 23 so that the moment generated by it just changes the tensile force he taring spring 21 compensates when the shell support 9 is up or down moved down. As can be shown mathematically, the compensation spring must be used for this purpose 23 exert a tensile force that is greater than the force that would be required to to tension the balancing spring 21 additionally over a length which is equal to the distance between the weighing beam blades 3 and 8. However, you have the compensation spring 23 really stretched, then it is Sensitivity of the whole scale become independent of the spring constant of the balancing spring 21.

Die ja nach Bedarf gespannte Tarierfeder 21 und die nur einmalig justierte Kompensationsfeder 23 verhalten sich hinsichtlich ihres Zusammenwirkens so, als ob am Schalenträger 9 ein Tariergewicht mit stufenlos einstellbarer Masse angehängt wäre.The balancing spring 21, which is tensioned as required, and which is only adjusted once Compensation spring 23 behave in terms of their interaction as whether a tare weight with infinitely adjustable mass is attached to the shell support 9 were.

Die sich hierdurch ergebenden Vorteile sind vorwiegend herstellungstechnischer Art, da der gesamte Abgleich der Waage auf den Sollwert ihrer Empfindlichkeit einfach und ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Bearbeitungen der Tarierfeder 21 durchzuführen ist. The advantages that result from this are mainly manufacturing technology Kind, since the entire adjustment of the balance to the setpoint of its sensitivity is easy and to carry out without the aid of additional processing of the taring spring 21 is.

Claims

Claims: 1. Adjustment device for a top-pan precision balance with a balance beam mounted on a support on the balance frame, one of which End is loaded with a constant counterweight and on the other end a shell support rests, which is through a below the balance beam between the support of the scales frame and the load pan support lying parallel link is guided in the form of a parallelogram, with a substantially on the shell support vertically acting, adjustable and attached to the balance frame at the other end Taring spring attacks, d u r eh g e - indicates that a horizontally lying Compensation spring (23) at one end on the load pan carrier (9) and with her other end stationary and adjustable below the balance beam (4) and above of the parallel link (12) engages in such a way that the compensation spring the parallelogram (3, 13, 14, 8) seeks to squeeze.

2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that the compensation spring designed as a tension spring between its point of application (25) on the scale frame and its point of application (24) on the pan support has a length which is greater than the length of the balance beam between its central cutting edge (3) and the suspension point (8) of the shell support.

3. Adjusting device according to claims 1 and 2, characterized in that that the compensation spring (23) a greater distance from the balance beam (4) than from Has parallel link (12).

4. Adjusting device according to claims 1 and 3, characterized in that that the fixed end of the compensation spring by means of a screw (27) horizontally displaceable in the balance frame carriage (26) and by a in the slide vertically adjustable traveling nut (28 to 30), which the end the compensation spring takes up, is adjustable.

Documents considered: French patent specification No. 1,376,011.