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Skelett-Torsionswaage Die Erfindung betrifft eine Skelett-Torsionswaage
mit zwei übereinander angeordneten, parallelen Waagebalken, welche in der Mitte
und an ihren beiden Enden an horizontalen, quer zur Längsrichtung der Waagebalken
liegenden und an senkrecht stehenden End- und einem Mittelrahmen befestigten Torsionsbändern
gelagert und durch die Rahmen verbunden sind, wobei der ortsfeste Mittelrahmen als
Stützpunkt dient.
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Eine derartige Torsionswaage weist im Prinzip ein auf einem Sockel
befestigtes Skelett bzw. ein Gestell auf. Das Gestell besteht aus einem oberen und
einem unteren Waagebalken, zwei Hängerahmen sowie aus einer Mittelrahmenanordnung.
Die Mittelrahmenanordnung ist am Sockel starr befestigt und weist Stützpunkte für
die beiden Waagebalken auf, die senkrecht übereinander angeordnet sind. Jede Endhängerahmenanordnung
weist einen Rahmen auf, an dem ein Metallband straff angebracht ist, dessen oberer
Abschnitt an jedem Ende abgestützt ist, so daß sich zwischen den abstützenden Teilen
des Rahmens eine unabgestützte Länge Bandes befindet. Das gleiche gilt für den unteren
Abschnitt.
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Da der Mittelrahmen am Sockel ortsfest angebracht ist, kann sich
das den oberen und den unteren Waagebalken sowie die beiden Endrahmen umfas sende
Gerüst der Waage um die Mitte der oberen und unteren Bänder des Mittelrahmens frei
drehen.
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Der obere und der untere Waagebalken drehen sich daher ohne Reibung
um das obere und das untere Rahmenband in deren Mitte. Dies steht im Gegensatz zu
anderen Waagenausführungen mit einem oder mehreren Waagebalken, die von den bekannten
Schwenkstiften, Messerschneiden od. dgl. abgestützt werden und mehr oder weniger
Reibung aufweisen.
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Drehen sich die Waagebalken der Waage um deren Mitten auf den Mittelbändern
als Stützpunkt, so führen die Endrahmen eine Bewegung aus, die sich etwas von der
des oberen und unteren Waagebalkens unterscheidet. Die durch die Endrahmen laufende
senkrechte Mittellinie bleibt bei einer Drehung oder Auslenkung des Waagengerüstes
senkrecht, weist jedoch eine kleine Querbewegung zum Mittelrahmen hin oder von diesem
hinweg auf, je nach der Lage, die der obere oder der untere Waagebalken in bezug
auf die Waagerechte einnimmt.
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Wird der an dem einen Endrahmen befestigten Wägeschale eine Masse
mit einem unbekannten Gewicht hinzugefügt, so wird auf die Bänder ein Drehmoment
ausgeübt, und die Waagebalken drehen sich um deren Abstützpunkte an den Mittelbändern
zwischen deren Enden. Um die Masse abzuwägen, deren
Gewicht unbekannt sein soll,
werden auf die gegenüberstehende Gewichtsausgleichsplatte Gewichte mit bekanntem
Wert aufgelegt, bis die beiden Schalen oder Platten sich im Gleichgewicht befinden,
wonach das Gewicht der unbekannten Masse aus dem Gesamtwert der aufgelegten Gewichte
bestimmt wird, d. h., es erfolgt beim Wägen ein Ausgleich der auf jeden Waagebalken
ausgeübten Drehmomente. Üblicherweise wird am unteren Waagebalken gegenüber dessen
Stützpunkt ein Zeiger und am Sockel oder am Gehäuse der Waage eine mit Gradeinstellung
versehene Skala befestigt, die in der Mitte eine »Null«-Markierung aufweist. Das
Waagegestell befindet sich im Gleichgewicht, wenn der Zeiger auf der Skala über
der Nullmarke steht. Üblicherweise wird ferner ein mit dem Waagengestell verbundener
Dämpfer vorgesehen, der die Schwingungen der Waage dämpft. Ist an der Waage keine
mechanische Vorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe dem von einer Masse mit unbekanntem
Gewicht auf der Lastschale ausgeübten Drehmoment ein Ausgleichsdrehmoment
von
bekanntem Wert entgegengesetzt werden kann, so wird das Wägen beträchtliche Zeit
in Anspruch nehmen, wenn Gewichte bekannter Einheiten oder deren Teilwerten auf
der Gewichtsausgleichsplatte ausgetauscht werden müssen, um das Gleichgewicht herzustellen.
Ferner ist es erwünscht, während des Wägens beim Austauschen der Gewichte auf der
Gewichtsausgleichsplatte die Bewegung der Waagebalken mittels einer Vorrichtung
anzuhalten, die für diesen Zweck in die Waage eingebaut ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nun eine Skelett-Torsionswaage der
oben bezeichneten Art so ausgebildet, daß erfindungsgemäß eine Spiralfeder, welche
in an sich bekannter Weise mit dem Waagebalken verbunden zur Gewichtsbestimmung
dient, mit ihrem inneren Ende an einer in einem Lager eines Ständers drehbar gelagerten
Spindel, deren mittels eines Knopfes bewirkbare Verdrehung durch eine mit dem Knopf
verbundene, gleichmäßige Skala gegenüber einem ortsfesten Zeiger anzeigbar ist,
und mit ihrem äußeren Ende an einem der beiden Waagebalken über einen in seinem
radialen Abstand zur Spindel verstellbaren Winkelträger mit einer Klemmvorrichtung
in an sich bekannter Weise befestigt ist, derart, daß auch der Windungsabstand der
Spiralfeder neben der Einstellung ihrer wirksamen Länge durch Verändern des Angriffpunktes
der Klemruvorrichtung in Umfangsrichtung der Feder zum Ausüben eines jeweils gleichen
Drehmomentes bei gleichen Drehschritten an der Spindel über den ganzen Bereich der
Skala eingestellt wird.
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Mit dieser Einstellmöglichkeit wird eine lineare Funktion der Spiralfeder
über den ganzen Skalenbereich hinweg am drehbaren Knopf, mit dem die Spiralfeder
auf- und abgewunden wird, sichergestellt. Mit anderen Worten, diese Einstellvorrichtung
an der Skelett-Torsionswaage ermöglicht die Herstellung der Waagen in großen Stückzahlen,
die über den gesamten Bereich der in Grade eingeteilten Skala am Einstellknopf von
Waage zu Waage genau und gleichmäßig wägen. Die Knöpfe werden in großen Stückzahlen
hergestellt und weisen die gleiche genaue Skala mit der gleichen Gradeinstellung
auf.
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Bisher war es üblich, jede Skala für die besondere Spiralfeder bei
jeder Waage zu eichen, wohingegen es bei der Waage nach der Erfindung eine sehr
einfache Angelegenheit ist, die Feder so einzuregulieren, daß sie über den gesamten
Skalenbereich hinweg, der gleichmäßigen Teilung der Skala entsprechend, linear wirkt.
Die Eigenschaften der in großen Mengen hergestellten Spiralfedern weichen von Feder
zu Feder etwas voneinander ab. Trotzdem kann unter Benutzung der oben bezeichneten
Einstellvorrichtung die wirksame Länge der Spirale jeder Feder sowie der Abstand
zwischen den Federwindungen der an der Waage angebrachten Feder mühelos so einreguliert
werden daß eine Anpassung an die gleichmäßige Gradeinteilung an der Skala erzielt
wird. Infolgedessen wägen alle Waagen trotz Massenherstellung im Rahmen der Nennkapazität
genau und gleich.
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Bei einer Waage mit Messerschneidenlagerung ist es bereits bekannt,
eine Spiralfeder vorzusehen, deren wirksame Länge einstellbar ist. Die bekannte
Spiralfedervorrichtung dieser Art weist eine an einer drehbaren Scheibe angebrachte
Klenunvorrichtung auf, die zwar zum Verändern der wirksamen Länge
der Spiralfeder
benutzt werden kann, jedoch nur in einem echten Kreis drehbar ist. Es ist somit
keine Einrichtung vorgesehen, mit der der radiale Abstand von der Rotationsmitte
der Spindel bis zum Außenende der Spiralfeder an der Klemmvoriichtung vcrändert
werden kann, ohne dabei die relative Lage der Windungen der Spirale zu ändern.
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Skelett-Torsionswaagen der am Anfang der Beschreibung gekennzeichneten
Gattung sind bereits allgemein bekannt. Bei dieser bekannten Waage ist jedoch keine
Spiralfeder von der Art vorgesehen, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
bildet und bei der sowohl die wirksame Länge als auch die Form der Feder eingestellt
werden kann. Auch bei einer anderen bekannten Torsionswaage ist kein Gestell vorgesehen,
und es wird auch keine einstellbare Spiralfeder verwendet. Das Außenende der Spiralfeder
bei dieser bekannten Torsionswaage ist indirekt an einer Skalenscheibe befestigt
und wird immer in demselben Kreis gedreht. Es sind keine Mittel zum Einstellen der
wirksamen Länge dieser Spiralfeder vom Innenende zum Außenende bin vorgesehen und
ebensowenig Mittel zum Einstellen der Federform.
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Die Nullstellung der Skelett-Torsionswaage nach der Erfindung, bei
der eine Nullmarke der Skala dem Zeiger gegenübersteht, wird vorzugsweise durch
eme am Ständer exzentrisch gelagerte Anschlagscheibe eingestellt, an die sich ein
am Knopf befestigter Anschlagstift anlegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner eine
im Ständer angeordnete Kugel vorgesehen, die von einer Druckfeder gegen die Spindel
gedrückt wird und durch Reibung ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Spindel verhindert.
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Obwohl die Verwendung von Spiralfedern zum Ausüben eines Drehmomentes
auf den Waagebalken einer Waage zum Stand der Technik gehört, so ist es doch noch
nicht bekanntgeworden, eine Spiralfeder bei einer Torsionswaage mit einem Gestell
zu verwenden, wobei zwei parallele Waagebalken zwischen deren Enden an den Torsionsbändern
eines ob festen Mittelrahmens befestigt sind und wobei die Enden der Waagebalken
an den oberen und unteren Torsionsbändern von zwei bewegbaren Endrahmen befestigt
sind.
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Bei der Massenherstellung von schwachen Spiral federn sind die Federn
notwendigerweise voneinander etwas verschieden. Werden solche Spiralfedrn bei der
Herstellung einer großen Anzahl von Waagen verwendet, so muß der mit einer Skaleneinteilung
versehene und an der Federwelle befestigte Drehknopf den Merkmalen der Spiralfeder
entsprechend eingestellt werden. Eine Eichung der Waage lediglich durch Andern der
Länge der Spiralfeder stellt keine befriedigende Lösung dieser Aufgabe dar. Eine
Kürzung oder Verlängerung der Spiralfeder verändert deren äußere Form, und zuweilen
gelangen hierbei benachbarte Windungen mii ander in Berührung. Würde eine Anordnung
lediglich zum Verkürzen oder Verlängern der Spiralfeder vorgesehen, so müßte für
jede Waage eine Skala vorgesehen werden, die den Merkmalen der besonderen Feder
entsprechend geeicht ist. Dies bedeutet, daß bei der Herstellung von Waagen in großen
Stückzahlen Drehknöpfe, die in großen Mengen an gefertigt und mit der gleichen Skaleneinteilung
versehen sind, nicht verwendet werden können.
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Mit der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt, da zwei Einstellvorrichtungen
für die Spiralfeder in der Waage vorgesehen sind. Mit der einen Einstellvorrichtung
kann die wirksame Länge der Spiralfeder verkürzt oder verlängert werden. Mit der
anderen Einstellvorrichtung wird die äußere Form der Spiralfeder dadurch verändert,
daß das Außenende der Spiralfeder dem Innenende genähert oder von diesem entfernt
wird, wobei letzteres an der Welle befestigt ist, mit welcher die Spiralfeder aufgewunden
oder abgewunden wird. Diese beiden Einsteilvorrichtungen ermöglichen die Herstellung
von Waagen in großen Stückzahlen unter Verwendung von Spiralfedern, die gleichfalls
in großen Mengen erzeugt werden, wobei ferner in großen Mengen angefertigte und
mit der gleichen Skaleneinteilung versehene Einstellknöpfe verwendet werden können.
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Hierdurch können bei der gewerblichen Produktion von Torsionswaagen
große Ersparnisse erzielt werden.
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Die Erfindung weist weiter den Vorzug auf, daß bei Auftreten von
Ungenauigkeiten als Folge einer ausgedehnten Benutzung der Waage, wobei die Merkmale
der Spiralfeder sich infolge Materialermüdung geändert haben, die Waage ohne Schwierigkeiten
durch Vornahme einer oder beider Einstellungen wieder so eingerichtet werden kann,
daß sie genau wägt.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. In den Zeichnungen stellt dar: F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung
der Waage mit Gehäuse, F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung der Waage nach F
i g. 1, von der Rückseite bei abgenommenem Gehäuse gesehen, F i g. 3 eine Vorderansicht
des drehbaren Knopfes mit der Gradeinteilung und dem Montageständer, F i g. 4 ein
senkrechter Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3, F i g. 5 ein senkrechter Schnitt
nach der Linie 5-5 in Fig. 4.
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Gemäß den Zeichnungen besteht die Waage aus einem Sockel 10, einem
Waagengestell 11, einer Gewichtsausgleichsplatte 12, einer Wägeschale 13 für das
unbekannte Gewicht, einer Einstellvorrichtung 14 zum Einstellen der Federspannung
und mit einer mit dem Waagengestell verbundenen Dämpfungsvorrichtung 15. Die wesentlichen
Teile der Waage befinden sich in einem Gehäuse 16, das auf den Sockel 10 aufgesetzt
ist. An das Gehäuse ist ein Deckel 17 angelenkt.
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Das Waagengestell weist zwei Endrahmen 20, 21 und einen Mittelrahmen
22 auf, mit welchen Rahmen ein oberer Waagebalken 23 und ein unterer Waagebalken
24 verbunden ist. Um den Rahmen herum ist ein Band 19 aus Stahl oder einem anderen
geeigneten Material straff gespannt, so daß ein Teil des Bandes oben zwischen den
Flügelenden 33 und 34 und ein anderer Teil des Bandes zwischen den Flügelenden 36
und 37 unten verläuft, welche beiden Bandteile mit 32 (oben) und 35 (unten) bezeichnet
sind.
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Der Mittelrahmen 22 und der Endrahmen 20 weisen im wesentlichen die
gleiche Ausführung auf wie der Endrahmen 21. Der Mittelrahmen 22 ist an einem Fuß
40 ortsfest angebracht, der am Sockel 10 befestigt ist, wobei der untere Teil des
Mittelrahmens in den Fuß so eingeklemmt ist, daß er in einer zum
Sockel senkrechten
Ebene und rechtwinklig zum oberen und unteren Waagebalken 23 bzw. 24 liegt, welche
Waagebalken in einer senkrechten Ebene liegen, die sich durch die senkrechten Mittellinien
der drei Rahmen 20, 21 und 22 erstreckt.
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Der obere Waagebalken 23 ist an dem einen Ende an dem oberen Band
32 des Rahmens 21, am anderen Ende an dem oberen Band 32a des Rahmens 20 und in
der Mitte am oberen Band 32 b des Mittelrahmens 22 befestigt.
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An den Endrahmen sind die nach oben ragenden Bügel 47, 47a vorgesehen,
an denen die senkrechten Säulen 48, 48a befestigt sind, welche Säulen die Wägeschale
13 und die Gewichtsausgleichsplatte 12 tragen.
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An einem in der Mitte des Waagebalkens 23 befestigten Bügel 61 ist
ein Zeigerdraht 60 angebracht, der sich nach oben erstreckt und einen waagerecht
verlaufenden Zeigerfinger 62 aufweist, der sich über einer ortsfesten, mit Gradeinteilung
versehenen Skala bewegt. Diese Skala 63 ist an einer flachen Platte 64 angebracht,
die von dem oberen Ende einer Säule 65 getragen wird, welche Säule mit ihrem unteren
Ende am Sockel 10 befestigt ist. Befindet sich die Waage im Gleichgewicht, so steht
der Zeigerfinger 62 über der Mitte oder der Nullmarke der Skala.
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Die Vorrichtung, die auf die Waagebalken 23, 24 ein Drehmoment ausübt,
ist das wichtige Merkmal der Erfindung. Diese besteht aus einer Feder, die an dem
einen Ende am Waagengestell und am anderen Ende an einer am Sockel der Waage angeordneten
Einstellvorrichtung zum Verstellen der Federspannung befestigt ist, wobei die Feder
auf das Waagengestell ein Drehmoment ausübt. Dieses kann innerhalb vorbestimmter
Grenzen verändert werden, wobei die Feder so geeicht wird, daß bei einer vorherbestimmten
Einstellung ein vorherbestimmtes Drehmoment ausgeübt wird, womit die Bestimmung
des Gewichtes einer abzuwägenden unbekannten Masse erleichtert wird.
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Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, ist eine Spiralfeder 68 (Haarfeder)
vorgesehen, deren außenliegendes Ende 69 an einen Winkelträger 70 mit Hilfe einer
Platte 71 und der Schrauben 72 angeklemmt ist. Der Schenkel 73 des Winkelträgers
70 ist an dem nach oben ragenden Schenkel 74 einer rechtwinkligen Stütze 75 befestigt,
deren waagerecht verlaufender Teil gegabelt ist und zwei Arme 76, 77 bildet, die
an den Waagebalken 23 bei 78 angeschraubt sind.
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Die Winkelstütze 75 ist an der Mitte des Waagebalkens 23 befestigt.
Es sei darauf hingewiesen, daß der sich nach oben erstreckende Schenkel 74 mit einem
senkrechten Schlitz 79 versehen ist, in dem der Winkelträger 70 unter Verwendung
der Klemmschrauben 80 durch Lösen und Anziehen senkrecht verstellt werden kann.
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Das innenliegende Ende 81 der Haarfeder 68 ist an dem inneren Ende
82 einer kurzen Welle 83 (Fig. 4) verankert. Die Welle 83 ist in einem Lager 83
a im oberen Teil einer Säule 84 waagerecht und drehbar gelagert, deren Fuß 85 am
Sockel 10 der Waage befestigt ist. Um einen Reibungswiderstand gegen eine unerwünschte
Drehung der Welle 83 zu schaffen, ist in eine Gewindebohrung 87 eine Kugel 86 eingelegt,
die gegen die Welle 83 von einer Druckfeder 88 gedrückt wird, wobei die Feder in
der eingestellten Lage von einer Stellschraube 89 festgehalten wird. Diese Anordnung
läßt die Drehung der
Welle 83 von Hand zu, verhindert jedoch eine
unerwünschte Eigendrehung der Welle. Eine axiale Bewegung der Welle 83 wird von
einem Kragen 90 und einem Ring 91 verhindert, der von einer Stellschraube 92 in
seiner Lage festgehalten wird.
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Am Außenende 93 der Welle 83 ist ein Handbedienungsknopf 94 angebracht,
der von einer Stellschraube 95 an der Welle 83 festgehalten wird. Das innere Ende
der Schraube 95 greift in eine Ringnut 96 in der Welle ein. Mit Hilfe dieser Schraube
kann der Knopf in jeder Drehlage an der Welle 83 festgehalten werden. Der Handbedienungsknopf
weist einen sich vom Kopf des Knopfes aus nach außen erstreckenden Flansch 97 auf.
Dieser Flansch besitzt einen abgeschrägten, nach vorn weisenden Teil 98, der eine
Gradeinteilung 99 trägt, die gegenüber einer ortsfesten Marke100 an einer Platte
101 liegt und sich in bezug auf diese bewegt, wobei die Platte 101 am Gehäuse 16
(F i g. 1 und 3) bei 101 a mittels Schlitzen und Schrauben verstellbar angebracht
ist.
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Wie aus der F i g. 3 zu ersehen ist, ist die Skala 99 in zehn Hauptabschnitte
aufgeteilt, die mit »0« bis »10« bezeichnet sind. Jeder Hauptabschnitt zerfällt
in zehn Unterabschnitte. Hiernach kann die ganze Skala 99 von »0« bis »10« mit der
Feder 68 derart in Beziehung gebracht werden, daß ein Gewicht von O bis 1 Gramm
erfaßt wird, in welchem Fall jeder Hauptabschnitt ein Zehntel Gramm und ein Unterabschnitt
ein Hundertstel Gramm darstellt. Wie später noch ausführlich beschrieben wird, kann
der Knopf 94 zusammen mit der Welle 83 in jede gewünschte Einstellung gedreht werden
wobei der der ortsfesten Marke 100 gegenüberstehende Teilstrich das Drehmoment anzeigt
(und damit die Gewichtsbeaufschlagung der Platte 12), das gegen das von einem auf
der Wägeschale 13 ruhenden unbekannten Gewicht ausgeübte Drehmoment ausgeübt wird.
Besitzt beispielsweise die auf der Wägeschale liegende unbekannte Masse ein Gewicht,
das zwischen 10 und 11 Gramm liegt, so kann dies dadurch bestimmt werden daß auf
die Platte 12 ein Gewicht von 10 Gramm und danach ein Gewicht von 1 Gramm gelegt
wird.
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Hiernach wird das 1-Gramm-Gewicht entfernt und der Knopf 94 von der
Einstellung Null auf der Skala 99 aus gedreht, bis ein Drehmoment ausgeübt wird,
das die Waage ins Gleichgewicht bringt. Angenommen, dies erfolgt bei der Einstellung
»8,3«, d. h. beim Unterteilstrich 3 zwischen den Hauptteilstrichen 8 und 9, dann
beträgt das Gewicht der unbekannten Masse 10,83 Gramm, da dem von der unbekannten
Masse in der Wägeschale 13 ausgeübten Drehmoment das Drehmoment des 10-Gramm-Gewichtes
auf der Platte 12 und das weitere, dem Gewicht von 0,83 Gramm entsprechende Drehmoment
der Feder 68 entgegenwirkt.
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Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß beim Drehen des Knopfes
94 im Uhrzeigersinn die Feder 68 aufgewunden wird, da das außenliegende Ende der
Feder 68 an den Winkelträger 70 angeklemmt ist, der seinerseits an die am Waagebalken
befestigte Stütze 74 angeklemmt ist, während das innenliegende Ende der Feder 68
an der drehbaren Nabe 82 verankert ist. Je mehr die Nabe im Uhrzeigersinn und die
Skala 99 vom Teilstrich »0« aus in eine höherwertige Einstellung gedreht wird desto
stärker wird die Feder 68 gespannt. Das von der Feder über die Winkel 70, 74 auf
den Waagebalken 23 ausgeübte und dem von einer Masse auf der Wägeschale 13
ausgeübten
Drehmoment entgegenwirkende Drehmoment ist dem Winkel proportional, über den der
Knopf 94 gedreht wurde und das von der Skala 99 abgelesen werden kann.
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Im Gebrauch wird das unbekannte Gewicht (die abzuwägende Masse) auf
die an der linken Seite der Waage angeordnete Wägeschale 13 gelegt und die Skala
99 auf Null eingestellt. Auf die Gewichtsaua gleichsplatte 12 werden Gewichte bekannter
Einheiten gelegt, bis das Gewicht, das zum Ausgleich noch fehlt, innerhalb der Kapazität
der Feder 68 liegt Durch Drehen des Knopfes 94 wird die Skala 99 und die Welle 83
gedreht, an der das innere Ende der Feder 68 verankert ist. Die Nabe 82 hält das
innenliegende Ende der Feder 68 fest. Hierbei wird am Außenende der Feder ein Drehmoment
erzeugt, das über die Winkel 70, 74 auf den Waagebalken 23 des Waagengestells übertragen
wird. Dieses auf den Waagebalken 23 ausgeübte Drehmoment wirkt dem von dem noch
nicht ausgeglichenen Teil der unbe; kannten Masse ausgeübten Drehmoment entgegen.
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Wird der Knopf mit der Skala 99 so weit gedreht, daß das erzeugte
Drehmoment die Waage ins Gleich gewicht bringt, wobei die Zeigerspitze 62 gegenüber
der Nullmarkierung auf der ortsfesten Skala 63 steht, so kann das Ausmaß der Drehung
des Knopfes, das der Veränderung des Drehmomentes direkt proportional ist, von der
geeichten Skala 99 in Ausdrücken der auf der linken Wägeschale 13 liegenden Masse
abgelesen werden. Die Addition der auf die Platte 12 gestellten Gewichte zuzüglich
des eingestellten und auf der Skala 99 abzulesenden Teilgewichtes stellen das Gesamtgewicht
der unbekannten Masse dar.
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Die Spiralfedern werden bei der Herstellung nicht ganz gleich ausfallen.
Jedoch können Federn dieser Art so hergestellt werden, daß sie bei einer gegen nen
Drehung, in Bogengraden gemessen, ein vorherbestimmtes Drehmoment in Zentimetergramm
erzeugen. Bei den Federn kann dieser Nennwert doch von Feder zu Feder etwas schwanken.
Eine Abweichung von dem Solldrehmoment muß kompensiert werden, damit die gleiche
Skalenteilung bei allen Waagen verwendet werden kann. Mit anderen Worten, an Stelle
einer Anpassung der Skala 99 an die vorliegende Feder sind Mittel vorzusehen, um
die Haarfeder an die betreffende Skala anzupassen, so daß zwei oder mehr Waagen
der gleichen Ausführung und Kapazität das gleiche Gewicht anzeigen.
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Die das von einer solchen Spiralfedervorrichtung erzeugte Drehmoment
beschreibende Gleichung enthält die Länge des Drahtes, aus dem die Spiralfeder besteht,
d. h., die wirksame Drahtlänge vom Befestigungspunkt an der Nabe 82 aus bis zum
Befestigungspunkt des außenliegenden Federendes am Winkel 70.
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Eine Verkürzung der Feder ergibt ein gegebenes Drehmoment bei einer
Drehung der Nabe 82 über einen kleineren Winkel, während umgekehrt bei einer Verlängerung
der Feder das gleiche Drehmoment bei einer Drehung der Nabe 82 über einen größeren
Winkel erhalten wird. Aus diesem Grund ist zum Einstellen der Waage der Winkel 70
mit einer Klemmplatte 71 versehen, so daß das freie oder äußere Ende der Feder 68
zwischen den beiden Teilen hindurchgezogen und an der geeigneten Stelle festgeklemmt
werden kann. Durch die Verkürzung oder Verlängerung der wirksamen Länge der Feder
kann die Regelmäßigkeit der Anordnung derart verändert werden, daß eine zweite Justierung
erforderlich
ist. Auch für diesen Zweck sind Mittel vorgesehen.
Der Winkel 70 ist mittels des Schlitzes 79 und der Schrauben 80 senkrecht verstellbar,
so daß die Feder derart einstellbar ist, daß sich benachbarte Windungen der Spiralfeder
nicht berühren, wenn die Feder durch Drehen der Nabe 82 aufgewunden wird oder wenn
die Feder durch eine entsprechende Drehung der Nabe entspannt wird.
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Der Drehknopf94 besitzt einen von der Innenseite aus zum Ständer
84 hin vorstehenden Anschlagstift 101'. Mit diesem Stift wirkt eine kreisrunde Anschlagscheibe
102 zusammen, die exzentrisch auf einer Schraube 103 sitzt, wobei die Schraube in
eine Gewindebohrung im Ständer 84 eingeschraubt ist.
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Aus den F i g. 3 und 5 ist zu ersehen, daß die Anschlagscheibe 102
in der kreisrunden Bahn des Stiftes 101' liegt, wenn der Knopf 94 um die Achse der
Welle 83 gedreht wird. Der Einstellwinkel des Knopfes 94, bei dem der Stift 101'
an der Kante 105 der Scheibe 102 anliegt und eine weitere Drehung im Uhrzeigergegensinn
oder im Uhrzeigersinn verhindert, kann innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden,
da die Öffnung in der Platte 102, durch die hindurch sich die Schraube 103 erstreckt,
exzentrisch angeordnet ist. Die Scheibe 102 kann gedreht und in der gewünschten
Lage durch Anziehen der Schraube 103 festgeklemmt werden. Wird die Scheibe nach
der Fig.5 im Uhrzeigersinn gedreht, so wird die Anschlagkante 105 für den Stift
101' nach links versetzt. Bei einer Drehung der Scheibe im Uhrzeigergegensinn wird
diese Anschlagkante 105 nach rechts versetzt. Diese Einstellung wird so vorgenommen,
daß bei einer Rückdrehung des Knopfes 94 und der Skala 99 in die Nullstellung, bei
der der Teilstrich »0« gegenüber der ortsfesten Markierung 100 steht, der Knopf
in dieser Einstellung zwangläufig angehalten wird, was zu Beginn eines Abwägens
von Vorteil ist. Die Scheibe 102 dient ebenso als zwangläufiger Anschlag beim Drehen
des Knopfes im Uhrzeigersinn, so daß die Feder nicht zu stark oder unzulässig weit
über das Ende der Skala 99 hinaus aufgewunden werden kann. Dieser Anschlag verhindert
ferner, daß die Feder über deren Kapazität hinaus auf- oder abgewickelt wird.
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Zum Einstellen der Welle 83 und des Knopfes 94 in bezug auf die Haarfeder
68 ist ein weiterer Anschlag in Form eines Stiftes 106 vorgesehen, der sich vom
Ständer 84 aus nach außen erstreckt. Gegen diesen Stift stößt die Stellschraube
92, die in den Ring 91 eingeschraubt ist. Dieser Ring 91 kann auf der Welle 82 gedreht
und mittels der Schraube festgeklemmt werden. Mit Hilfe dieser Anschlagvorrichtung
kann die Haarfeder auf deren fast entspannten Zustand eingestellt werden, wenn die
Skala 99 auf »Null« eingestellt ist. Dieser Stift 106 und der Ring 91 sind als Anschlaganordnung
gegenüber dem Stift 101 und der Scheibe 102 von sekundärer Bedeutung, da die letztgenannte
Anschlaganordnung für die zu erwartende Beanspruchung kräftig genug ist. Wäre dies
nicht der Fall, so könnte der sekundäre Anschlagstift 106 durch unachtsames Handhaben
des Knopfes aus dessen Einstellung herausgedrückt werden. Die Anordnung ist infolgedessen
so getroffen, daß sofort, wenn die Schraube 92 gegen den Stift 106 stößt, der kräftigere
Stift 101' gegen die Anschlagscheibe 102 stößt, so daß ein unzulässiger Stoß auf
den kräftigeren und zwangläufigen Anschlag übertragen wird.
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Hierbei kann die Gradeinteilung der Skala 99 auch so ausgeführt werden,
daß andere Gewichtsbereiche umfaßt werden. Ferner kann zwischen der Welle 83 und
dem Knopf mit der Skala 99 ein Getriebe vorgesehen werden, um das Verhältnis des
Drehwinkels der Federnabe zum Drehwinkel der Skala zu ändern.
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Überdies braucht die bei der dargestellten Ausführungsform zum Anzeigen
des Gewichtes verwendete Skala 99 nicht an der in den Zeichnungen dargestellten
Stelle am Gehäuse angeordnet zu werden, sondern kann unter Verwendung einer biegsamen
Welle oder eines geeigneten Getriebes an einer beliebigen Stelle des Waagengehäuses
angebracht werden. Da die Spiralfeder geeicht werden kann und da verschiedene Drahtstärken
verfügbar sind, so ist eine Auswahl derjenigen Spiralfeder möglich, die das gewünschte
Drehmoment erzeugt.
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An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß die Drehung des Knopfes mit
der Skala nicht notwendigerweise auf eine volle Umdrehung oder weniger beschränkt
zu werden braucht, da das Ausmaß der Drehung eine Funktion der Ausbildung der Spiralfeder
ist.