DE1549226C3 - Niveau-Anzeigevorrichtung an Präzisionsbalkenwaagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauanzeigevorrichtung an Präzisionsbalkenwaagen mit einer Projektionsvorrichtung, mittels welcher über ein Objektiv ein Teil einer am Waagebalken befestigten Mikroskala auf eine Mattscheibe abbildbar ist, sowie mit einem am Waagengestell schwenkbar gelagerten, den Strahlengang von der Mikroskala zur Mattscheibe in Abhängigkeit vom Niveaufehler der Balkenwaage verändernden, mechanischen Neigungsmesser.

Je nach Beschaffenheit der Unterlage, beispielsweise eines Tisches oder einer Konsole, auf welcher die betreffende Präzisionsbalkenwaage steht, ergeben sich beim praktischen Gebrauch mehr oder weniger ausgeprägte Horizontierfehler des Waagengestells gegenüber der Horizontalen, die oft in nicht voraussehbarer Weise zeitlichen Schwankungen unterworfen sein können. Sofern diese Horizontierfehler zu veränderlichen Neigungen des Waagengestells in der Längsrichtung des Waagebalkens führen, ergeben sich wandernde Nullpunkte und damit Ablesefehler hinsichtlich der letzten Gewichtsdezimale.
Bekannt ist es (US-PS 32 07 243), bei einer Niveauan-Zeigevorrichtung der eingangs genannten Art den Neigungsmesser als ein gesondertes Pendel auszubilden, dessen Schwenkachse gleichachsig zur Schwenkachse des Waagebalkens angeordnet ist und an dessen seitlich auskragendem Arm das Objektiv der Projektionsvorrichtung angebracht ist. In Abänderung dieser bekannten Anordnung kann auch die Mikroskala ortsfest am Waagengestell befestigt und am Waagebalken ein Umlenkspiegel angeordnet sein, wobei das auf letzteren projektierte Licht auf einen weiteren, an dem parallelachsig zum Waagebalken gelagerten Pendel befestigten Umlenkspiegel fällt und von dort zur Mattscheibe gelangt.

In beiden genannten Fällen kann zwar bei richtiger Bemessung erreicht werden, daß der auf der Mattscheibe ersichtliche Nullpunkt auch bei zeitlich schwankender Neigung des Waagengestells konstant bleibt. Eine Gewähr für fehlerfreie Gewichtsbestimmung bietet die bekannte Vorrichtung aber nicht. Wird nämlich der Horizontierfehler des Waagengestells zu groß, so kann zwar der Nullpunkt konstant gehalten werden, es ändert sich jedoch die Empfindlichkeit des Waagebalkens in erheblicher Weise. Diese Abhängigkeit der Empfindlichkeit vom jeweiligen Horizontierfehler kann automatisch nicht kompensiert werden. Es besteht daher dennoch das Erfordernis, vor jeder Ablesung die Horizontierung des Waagengestells an Hand einer zu diesem Zweck an letzteren angebrachten Libelle zu überprüfen. Gerade dadurch, daß eine selbsttätige Nullpunktkorrektur erfolgt und daher Horizontierfehler nicht bereits durch Verschiebung des Nullpunktes wahrgenommen werden, wird die Beobachtung der Libelle aber häufig unterlassen, was im Hinblick auf die erwähnte Abhängigkeit der Empfindlichkeit vom Horizontierfehler erforderlich wäre.

Für Waagen, weiche jedoch weder als Präzisionsbalkenwaagen anzusehen sind noch eine Projektionsvorrichtung aufweisen, ist es weiterhin bekannt (US-PS 13 92 808), daß diese als Neigungsmesser ein vertikales Pendel enthalten, das am unteren Ende ein Gewicht trägt und das benachbart zu diesem am Waagengestell allseits schwenkbar gelagert ist, wobei der über das Lager nach oben vorstehende, wesentlich längere Pendelarm am freien Ende mit einem unabhängig vom Pendel am Waagengestell schwenkbar gelagerten Schauzeichen gekoppelt ist, das beim Auftreten eines Horizontierfehlers durch einen von der Anzeigeskala räumlich getrennten Gehäuseausschnitt sichtbar wird. Gemäß einer ersten Ausbildungsform ruht das Schauzeichen mit einem nach unten vorstehenden, spitz ausgebildeten Vorsprung auf der freien Endfläche des über das Lager nach oben vorstehenden Pendelarmes auf. Nachteilig ist hierbei, daß die Anzeige auch durch kurzzeitige Erschütterungen ohne Vorliegen eines Horizontierfehlers ausgelöst werden kann, daß die Rückstellung des Schauzeichens in seine Ausgangslage wegen der bei dieser Gelegenheit ausgelösten, wenig gedämpften Schwingungen des Pendels beträchtlichen Zeitaufwand verursacht und daß die bekannte Anordnung wegen

der durch Reibung verursachten Unempfindlichkeit für Präzisionsbalkenwaagen ungeeignet ist.

Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform dieser bekannten Niveauanzeigevorrichtung ist das freie Ende des nach oben vorstehenden Pendelarms über eine durch am Waagengestell feste öse geführte Schnur mit dem Schauzeichen verbunden. Allein wegen der geringen Empfindlichkeit durch die Reibung der Schnur in der öse ist eine derartige Vorrichtung für Präzisionsbalkenwaagen ungeeignet. Beide vorstehend erläuter- ten bekannten Niveauanzeigevorrichtungen weisen aber vor allem noch den Nachteil auf, daß die Signalgebung keinen zwangläufigen Einfluß auf die Gewichtsablesung ausübt, sondern ohne weiteres übersehen bzw. nicht beachtet werden kann. Ablesefehler können daher im Prinzip genauso auftreten wie bei Waagen, welche nur mit einer die Horizontierung anzeigenden Libelle ausgestattet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mit einer für Präzisionsbalkenwaagen ausreichenden An-Sprechempfindlichkeit ausbildbare Niveauanzeigevorrichtung zu schaffen, welche bei als unzulässig groß erachteten Horizontierfehlern direkt und zwangläufig die Gewichtsanzeige der Waage unübersehbar beeinflußt.

Ausgehend von einer Niveauanzeigevorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Neigungsmesser eine abhängig vom Überschreiten eines vorbestimmten Niveaufehlers in den Strahlengang eintauchende Blende, welche die Abbildung auf der Mattscheibe verändert, angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß zwangsweise bei der Ablesung der Gewichtsanzeige auf einen eventuell vorhandenen mangelnden Horizontierzustand der Waage hingewiesen wird und dieser daher nicht übersehen werden kann. Durch die Einbeziehung der bei der Waage für die Anzeige vorhandenen Projektionsvorrichtung auch für die Signalisierung des Horizontierfehlers kann die Niveauanzeigevorrichtung mit jeder verlangten Empfindlichkeit ausgebildet werden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Blende eine öffnung auf, derart, daß die öffnung den Strahlengang bei horizontierter Balkenwaage ungehindert durchläßt. Diese Blende kann in einer Ausführungsform bis auf die öffnung optisch undurchlässig sein, so daß bei ungenügender Horizontierung das auf dem Bildschirm sichtbare Abbild der Mikroskala bei ungenügender Horizontierung stark verdunkelt oder völlig ausgelöscht ist, während bei einer anderen Ausbildungsform die Blende bis auf die öffnung optisch durchlässig und farbig sein kann, wodurch das Abbild der Mikroskala in einer auf die mangelnde Horizontierung hinweisenden auffälligen Farbe erscheint.

Vorzugsweise ist der Neigungsmesser am Waagengestell über eine Feder in Dreipunktlagerung mittels Schrauben befestigt, durch deren Verstellung die Schwenkrichtung und die Empfindlichkeit dieses Neigungsmessers einstellbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat der Neigungsmesser eine gegenüber der Vertikalen schwach geneigte Welle, in einer Ebene etwa senkrecht zur Längsrichtung des Waagebalkens liegend und ein an ersterer angeordnetes, sich horizontal erstreckendes Pendel. Zur Dämpfung der Schwingung greift vorzugsweise am Pendel eine elektromagnetische Wirbelstrombremse an.

Die Erfindung ist auch bei einer Niveauanzeigevorrichtung mit einem parallel zum Waagebalken angeordneten Niveauausgleichspendel, welches das Objektiv raumfest hält, anwendbar. Bei derartigen Vorrichtungen kann zwar auch bei Horizontierfehlern des Waagengestells der Nullpunkt konstant gehalten werden, jedoch können Meßfehler eintreten, die durch die geänderte Empfindlichkeit des Waagebalkens bedingt sind. In Weiterbildung der Erfindung wird bei einer derartigen Ausbildung der Neigungsmesser mit der Blende zusätzlich angeordnet, so daß ein Hinweis auf die durch einen eventuellen Horizontierfehler hervorgerufene, geänderte Empfindlichkeit gegeben ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der perspektivischen Zeichnung erläutert, in der alle für das Verständnis der Erfindung nicht unmittelbar notwendigen Einzelheiten weggelassen sind.

Das Waagengestell 1 ist nur teilweise durch seinen nach oben ragenden Arm veranschaulicht, auf dessen abgewinkeltem Stirnteil ein Neigungsmesser von im Prinzip an sich bekannter Bauart befestigt ist. Vom Waagebalken ist lediglich dessen längerer Arm 2 in der Zeichnung angedeutet, wobei am Ende dieses Waagebalkenarmes die Mikroskale 3 befestigt ist. Längs des Kreisbogenstückes 4 weist die Mikroskale die übliche Strichteilung sowie die zugeordnete. Bezifferung auf. Die Projektionsvorrichtung besteht wie üblich aus der Lampe 5, der Beleuchtungsoptik 6, dem Objektiv 7, dem Umlenkspiegel 8 und der Mattscheibe 9. Die ganze Projektionsvorrichtung ist dabei höchstens mit Ausnahme des Objektivs 7 am nicht näher dargestellten Waagengestell befestigt. Der optische Strahlengang dieser Projektionseinrichtung ist in der Zeichnung gestrichelt wiedergegeben und mit 10 bezeichnet.

Hat die Präzisionsbalkenwaage keine automatisch wirkende Nullpunktverstellung, so ist das Objektiv 7 ebenfalls an einem Teil des Waagengestells befestigt. Ist hingegen eine automatische Nullpunktverstellung in der Waage eingebaut, so ist das Objektiv 7 am seitlich auskragenden Arm 11 eines zusätzlichen Pendels befestigt. Die Drehachse eines solchen Pendels verläuft dann parallel zur Richtung der Mittelschneide des Waagebalkens, und das Pendel ist am Waagengestell so aufgehängt, daß es sich unabhängig vom Waagebalken gemäß der jeweiligen Neigung des Waagengestells gegenüber der Horizontalen einstellen kann. Von diesem Pendel ist in der Zeichnung nur dessen seitlich auskragender Arm 11 veranschaulicht, der sich bei mit dem halben Maximalgewicht belasteter Waage parallel zur Längsrichtung des benachbarten Armes 2 erstreckt.

Der auf dem abgewinkelten Stirnteil des Armes des Waagengestells 1 befestigte Neigungsmesser ist nun derart ausgebildet und angeordnet, daß er vorwiegend die Horizontierung des Waagengestells in einer Richtung prüft, die parallel ist zur Längsrichtung des Waagebalkens, wenn dieser die in der Zeichnung angedeutete Mittellage einnimmt. Von den an sich bekannten mechanischen Neigungsmessern hat sich für die vorliegenden Zwecke die in der Zeichnung wiedergegebene Bauart als besonders vorteilhaft erwiesen. Danach weist der feststehende Teil des Neigungsmessers eine Fußplatte 12 auf, die mit einem nach oben ragenden Bügel 13 versehen ist. Zwischen zwei Lagern, die in der Fußplatte 12 und im Kopfstück des Bügels 13 übereinander angebracht sind, ist das bewegliche Anzeigeglied des Neigungsmessers drehbar gelagert, wobei vorzugsweise Spitzenlager Verwendung finden. Das bewegliche Anzeigeglied stellt im Prinzip ein Pendel dar, dessen Welle 14 nicht ganz lotrecht verläuft und dessen

Pendelgewicht 15 von der Welle 14 aus gesehen im wesentlichen seitlich absteht. Das Pendelgewicht 15 wird durch die sektorförmige Kupferplatte gebildet, die vermittels einer Strebe 16 an der Welle 14 starr befestigt ist. An der Stelle des sonst üblichen Zeigers zur Anzeige der jeweiligen Neigung weist das bewegliche Anzeigeglied einen mehrfach abgewinkelten Arm 17 auf, an dessen Ende eine mit einer öffnung 18 versehene Blende 19 befestigt ist. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Blende 19 in den optischen Strahlengang 10 der Projektionseinrichtung eingreift. Zur Dämpfung der Pendelschwingungen des beweglichen Anzeigegliedes ist schließlich auf der Fußplatte 12 noch ein Permanentmagnet 20 befestigt, der zusammen mit dem sektorförmigen Pendelgewicht 15 eine elektromagnetische Wirbelstrombremse bildet.

Der erläuterte mechanische Neigungsmesser ist nun auf dem abgewinkelten Stirnteil des Armes des Waagengestells 1 in leicht justierbarer Weise befestigt. Zu diesem Zweck ist die Fußplatte 12 des Neigungsmessers unter Zwischenlage einer Feder 21 in Form einer Federscheibe vermittels drei Schrauben 22 am Stirnteil des Armes gehalten. Durch entsprechende Drehung der Schrauben 22 wird bei genau horizontiertem Waagengestell 1 die Justierung des Neigungsmessers vorgenommen, und zwar derart, daß erstens dessen Welle 14 gegenüber der Vertikalen um einen kleinen Winkel von etwa 1,5 Winkelgrad geneigt ist und daß zweitens diese Neigung sich in einer Ebene vollzieht, die wenigstens näherungsweise senkrecht auf der obenerwähnten Längsrichtung des Waagebalkens steht. Der optische Strahlengang 10 soll hernach durch die Mitte der öffnung 18 der Blende 19 verlaufen.

Wird nun das Waagengestell in der Längsrichtung des Waagebalkens und aus seiner horizontierten Stellung heraus etwas geneigt, so verschwenkt sich das Pendel des Neigungsmessers dementsprechend, bis gegebenenfalls der optische Strahlengang 10 nicht mehr durch die öffnung 18 verlaufen kann und dann die Blende 19 trifft. Dadurch wird anfänglich lediglich das auf dem Bildschirm sichtbare Abbild des im optischen Strahlengang 10 befindlichen Teilstücks der Mikroskale 3 verdunkelt, um bei stärkerem Ausschlag des Neigungsmessers völlig ausgelöscht zu werden. Dabei ist angenommen, daß die Blende 19 optisch undurchlässig ist. Wird anderseits eine optisch durchlässige und dann aber farbige Blende 19 benützt, so wird mit fortschreitender Neigung des Waagengestells das auf der Mattscheibe 9 sichtbare Abbild seine Farbe verändern, wobei dieser Farbänderung eine Verminderung der Bildhelligkeit parallel geht. Die Empfindlichkeit des Neigungsmessers kann nun leicht derart eingestellt werden, daß nur innerhalb der zulässigen Horizontierfehler des Waagengestells das normale helle Abbild des betreffenden Teilstückes der Mikroskale 3 auf der Mattscheibe erscheint, während bei ungenügender Horizontierung das erwähnte Abbild in der oben erläuterten Weise verändert wird und dadurch die ungenügende Horizontierung sofort kenntlich macht. Bei der beschriebenen Waage genügt es daher, lediglich die Mattscheibe zu betrachten, um jederzeit feststellen zu können, ob das Waagengestell noch hinreichend genau horizontiert ist. Der Beobachter wird daher auf etwaige Horizontierfehler aufmerksam gemacht, bevor er überhaupt eine Ablesung der auf dem Bildschirm erscheinenden Gewichtsdezimalen vornimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Niveauanzeigevorrichtung an Präzisionsbalkenwaagen mit einer Projektionsvorrichtung, mittels welcher über ein Objektiv ein Teil einer am Waagebalken befestigten Mikroskale auf eine Mattscheibe abbildbar ist, sowie mit einem am Waagengestell schwenkbar gelagerten, den Strahlengang von der Mikroskala zur Mattscheibe in Abhängigkeit vom Niveaufehler der Balkenwaage verändernden, mechanischen Neigungsmesser, dadurch gekennzeichnet,-' daß am Neigungsmesser eine abhängig vom Überschreiten eines vorbestimmten Niveaufehlers in den Strahlengang (10) eintauchende Blende (19), welche die Abbildung auf der Mattscheibe (9) verändert, angeordnet ist.

2. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (19) eine öffnung (18) aufweist, derart, daß die öffnung (18) den Strahlengang (10) bei horizontierter Balkenwaage ungehindert durchläßt.

3. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (19) bis auf die öffnung (18) optisch undurchlässig ist.

4. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (19) bis auf die Öffnung (18) optisch durchlässig und farbig ist.

5. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsmesser am Waagengestell (1) über eine Feder (21) in Dreipunktlagerung mittels Schrauben (22) befestigt ist, durch deren Verstellung die Schwenkrichtung und die Empfindlichkeit des Neigungsmessers einstellbar ist.

6. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsmesser eine gegenüber der Vertikalen schwach geneigte Welle (14), in einer Ebene etwa senkrecht zur Längsrichtung des Waagenbalkens liegend, und ein an ersterer angeordnetes, sich horizontal erstrekkendes Pendel hat.

7. Niveauanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Pendel eine elektromagnetische Wirbelstrombremse angreift.

8. Niveauanzeigevorrichtung mit einem parallel zum Waagebalken angeordneten Niveauausgleichspendel, welches das Objektiv raumfest hält, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsmesser mit der Blende (19) zusätzlich angeordnet ist.