DE1805056B1

DE1805056B1 - LEVEL COMPENSATION DEVICE FOR PRECISION AND FINE SCALES

Info

Publication number: DE1805056B1
Application number: DE19681805056
Authority: DE
Inventors: Ludwig Weickhardt
Original assignee: Sartorius Werke GmbH
Current assignee: Sartorius Werke GmbH
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1968-10-25
Publication date: 1971-03-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Niveauausgleichsvorrichtung für Präzisions- und Feinwaagen mit einer ortsfesten Projektionsvorrichtung, durch welche ein Teil einer am Waagebalken befestigten Mikroskale über Umlenkspiegel auf eine Mattscheibe abbildbar ist, wobei ein Umlenkspiegel an einem Pendel mit einem Gegengewicht raumfest gelagert und die ortsfeste Stützachse des Pendels parallel zur Stützschneide des Waagebalkens angeordnet ist. The invention relates to a level compensation device for precision and precision scales with a fixed projection device through which a part a microscale attached to the balance beam via deflection mirror on a ground glass can be shown, with a deflection mirror fixed in space on a pendulum with a counterweight stored and the fixed support axis of the pendulum parallel to the support cutting edge of the Balance beam is arranged.

Der Begriff »Umlenkspiegel« soll auch die spiegelnde Fläche eines Prismas einschließen. The term »deflection mirror« is also intended to mean the reflective surface of a Include prisms.

Bei einer bekannten derartigen Waage (USA.-Patentschrift 3 150 730) ist am Unterende eines nur dem Schwerkrafteinfluß ausgesetzten Pendels ein Spiegel angeordnet, der zur Ablenkung des Projektionslichtbündels entsprechend einer Schiefstellung der Waage dient. Die auf diese Weise erzielbare Neigung des Spiegels ist aber so gering, daß man einen sehr langen Lichtweg hinter dem Spiegel benötigt, um die Ablenkung für die Anzeige wirksam zu machen. Da normalerweise in einem Waagengehäuse für einen ausreichend langen Lichtweg nicht genügend Platz vorhanden ist, sind weitere Umlenkspiegel erforderlich. Die Anordnung wird umständlich und teuer. In a known such scale (US Pat. No. 3,150,730) is a mirror at the lower end of a pendulum exposed only to the influence of gravity arranged, the deflection of the projection light beam according to a misalignment serves the scales. The inclination of the mirror that can be achieved in this way is, however, like this small that you need a very long light path behind the mirror in order to deflect for viewing to be effective. As usually in a scale housing for one If there is not enough space for a sufficiently long light path, additional deflection mirrors are required necessary. The arrangement becomes cumbersome and expensive.

Bei einer Ausführungsform der bekannten Waage ist am Spiegelpendel ein Gewicht vorgesehen, das aber nicht verstellbar ist. Bei einer anderen Ausführungsform dieser Waage sind verstellbare Gegengewichte jedoch an einem besonderen Balken angeordnet, der ein Projektionsobjektiv trägt. In one embodiment of the known balance is on the mirror pendulum a weight provided, but not adjustable. In another embodiment These scales have adjustable counterweights, however, arranged on a special beam, who carries a projection lens.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Niveauausgleichsvorrichtung zu schaffen, die einfacher im Aufbau ist und bei der der Spiegel bei einer Schiefstellung der Waage um größere Winkel verkippt wird, so daß man anschließend mit einem kürzeren Lichtweg auskommt. The object of the present invention is to provide a level compensation device to create that is simpler in structure and in which the mirror is tilted the balance is tilted by a larger angle, so that you can then use a shorter one Lichtweg gets by.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß das Pendel, dessen oberhalb seiner ortsfesten Stützachse gelegener Schwerpunkt mittels des verstellbaren Gegengewichts justiert ist, durch eine am Pendel außerhalb der Stützachse angreifende und mit ihrem anderen Ende am Waagengestell befestigte Feder stabilisiert ist. This object is achieved in that, according to the invention, the pendulum, its center of gravity located above its stationary support axis by means of the adjustable Counterweight is adjusted by one acting on the pendulum outside of the support axis and is stabilized with its other end attached to the balance frame spring.

Während bei der vorbekannten Vorrichtung der Schwerpunkt des den Spiegel bzw. die Projektionseinrichtung tragenden Pendels jeweils unterhalb der Pendelstützachse liegt, liegt bei der Vorrichtung nach der Erfindung der Pendelschwerpunkt bei allen hier in Betracht kommenden Stellungen der Waage stets oberhalb der Stützachse. In dieser Lage wird der Pendelschwerpunkt durch die Feder gehalten. While in the known device, the focus of the Mirror or the projection device supporting pendulum each below the The pendulum support axis lies in the device according to the invention, the center of gravity of the pendulum in all positions of the balance that are considered here, always above the support axis. In this position the center of gravity of the pendulum is held by the spring.

Wird nun die Waage um einen kleinen Winkel verkippt, wie es z. B. dann der Fall ist, wenn die Tischplatte sich durch Auflegen von Lasten neben der Waage etwas durchbiegt oder wenn sich der Boden, auf dem der Tisch steht, durchbiegt, so wird mit dem Waagengestell die Pendelstützachse gegenüber dem festen Angriffspunkt der Feder verschwenkt, und auch das Pendel selbst nimmt eine andere Lage ein. Erfolgte die Schwenkbewegung in der Richtung, daß der Pendelschwerpunkt nun einen größeren waagerechten Abstand von der Pendelstütz achse hat, so übt das Pendel ein größeres Drehmoment aus, und die Feder wird stärker gespannt als vorher. Für die umgekehrte Schwenkrichtung gilt das Umgekehrte. In jedem Falle hat diese Anordnung die Wirkungj daß sich das Pendel und damit der Spiegel oder das Prisma um einen größeren Winkel schwenkt als die Waage geschwenkt wurde. Diese Wirkung ist erforderlich, um das Lichtbündel des Projektionssystems zum Ausgleich des Horizontierfehlers ausreichend weit abzulenken. If the balance is now tilted by a small angle, as it is, for. B. then is the case when the table top is due to the placement of loads next to the The scales sag a little or if the floor on which the table stands sags, so the pendulum support axis is opposite the fixed point of application with the balance frame the spring is pivoted, and the pendulum itself also assumes a different position. Happened the pivoting movement in the direction that the center of gravity of the pendulum is now larger has a horizontal distance from the pendulum support axis, the pendulum exercises a larger one Torque off, and the spring is tensioned more than before. For the reverse The reverse applies to swivel direction. In each case this arrangement has the effect j that the pendulum and with it the Mirror or prism at a larger angle swings when the scales were swiveled. This effect is required for the The light bundle of the projection system is sufficient to compensate for the leveling error distract far.

Die obigen Erörterungen gelten für Schwenkbewegungen der Waage um eine Achse, die parallel zur Waagebalken- und Pendelstützachse verläuft, sowie für Schwenkbewegungen, von denen mindestens eine Komponente eine derartige Drehachse hat. The above discussions apply to pivoting movements of the scale around an axis that runs parallel to the balance beam and pendulum support axis, as well as for Pivoting movements, of which at least one component has such an axis of rotation Has.

Bei den kleinen, hier in Betracht kommenden Horizontierfehlern genügt es, wenn Verschwenkungen bis zu etwa 10 selbsttätig ausgeglichen werden.It is sufficient for the small leveling errors that are considered here it when pivoting up to about 10 are automatically compensated.

Schwenkbewegungen dieser Größenordnung, die um eine waagerechte, aber zur Balkenachse senkrechten Achse erfolgen, können unberücksichtigt bleiben.Pivoting movements of this magnitude, around a horizontal, but the axis perpendicular to the bar axis can be disregarded.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es stellt dar F i g. 1 eine Seitenansicht einer Niveauausgleichsvorrichtung, F i g. 2 und 3 schematisch die Wirkungsweise beim Verkippen der Waage. The invention is in the following with reference to the drawings on a Embodiment explained in more detail. It represents F i g. 1 is a side view of a Level compensation device, F i g. 2 and 3 schematically the mode of operation when tilting the scales.

In F i g. 1 ist das Pendel als Ganzes mit 2 bezeichnet. Es weist eine Platte 4 auf, die nach rechts abgewinkelt ist und eine Stützschneide 6 trägt. Die Schneide ruht in einer am Waagengestell befestigten Pfanne 8. Die Stützachse 9 dieses Lagers verläuft parallel zur Stützachse des nicht dargestellten Waagebalkens. In Fig. 1 the pendulum is designated as a whole with 2. It shows a plate 4 which is angled to the right and a support blade 6 carries. The cutting edge rests in a pan 8 attached to the balance frame. The support axis 9 of this bearing runs parallel to the support axis of the balance beam, not shown.

Der abgewinkelte Teil der Platte 4 läuft rechts in einen Arm 10 aus, an dessen äußerem Ende die Feder 12 angebracht ist. Das andere Ende der Feder ist mit Hilfe einer Stellschraube 14 an der Grundplatte 16 der Waage einstellbar befestigt. The angled part of the plate 4 runs out to the right in an arm 10, at the outer end of the spring 12 is attached. The other end of the spring is with the aid of an adjusting screw 14 attached to the base plate 16 of the balance so as to be adjustable.

An den oberen Teil der Platte 4 ist der Spiegel 18 angeklebt. An Stelle des Spiegels könnte auch ein Prisma angeklebt sein. Neben dem Spiegel (in F i g. 1 hinter dem Spiegel) ist an der Platte 4 eine Stellschraube20 befestigt, auf die ein Gegengewicht22 aufgeschraubt ist. The mirror 18 is glued to the upper part of the plate 4. At A prism could also be glued on to the place of the mirror. Next to the mirror (in F i g. 1 behind the mirror) an adjusting screw 20 is attached to the plate 4, on which a counterweight22 is screwed.

Die oben schon angedeutete Wirkungsweise sei hier ausführlicher an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert. Man erkennt dort die Stützachse 9 des Pendels und die Feder 12. An Stelle des Armes 10 ist eine Verbindungsgerade 10' von der Stützachse zum Angriffspunkt der Feder 12 eingezeichnet. Die Verbindungsgerade 10' schließt bei horizontierter Waage (F i g. 2) einen Winkel kl mit einer festen Ebene E ein, die parallel zur Grundplatte verläuft. Die Masse des Pendels wird durch den SchwerpunktS dargestellt, der von der Stützachse 9 einen Abstand a hat. The mode of action already indicated above is here in more detail Hand of Figs. 2 and 3 explained. You can see the support axis 9 of the pendulum and the spring 12. Instead of the arm 10 is a straight connecting line 10 'from the support axis drawn in at the point of application of the spring 12. The connecting line 10 'closes with the scales leveled (Fig. 2) an angle kl with a fixed plane E, which runs parallel to the base plate. The mass of the pendulum is determined by the center of gravity S. shown, which has a distance a from the support axis 9.

Die Schwerkraft P wirkt lotrecht auf den Schwerpunkt S. Die Kraftrichtung der Schwerkraft P hat von einer lotrechten Ebene L durch die Stützachse 9 einen Abstand b (F i g. 2). The force of gravity P acts perpendicular to the center of gravity S. The direction of force the force of gravity P has a vertical plane L through the support axis 9 Distance b (Fig. 2).

Wird nun das Waagengestell von seiner Unterlage um einen Winkels: entgegen dem Uhrzeigersinn in die Lage nach F i g. 3 verkippt, so schwenken sich dabei die Grundplatte 16 und die EbeneE gemeinsam. Damit kippt der SchwerpunktS um die Stützachse 9 abwärts. Der Abstand b vergrößert sich zu b'. Damit erhöht sich das um die Stützachse 9 wirkende Drehmoment von P b auf P b'. Auf die Feder 12 wirkt damit eine größere Kraft ein, so daß die Feder etwas gedehnt wird. Dadurch aber vergrößert sich die Winkelstellung des Pendels gegenüber dem Waagengestell. So hat sich der Winkels von F i g. 7 auf /5' in F i g. 3 vcrgröBert. Der Gesamtschwenkwinkel des Pendels ist t+/S'/" also größer als t. If the balance frame is now removed from its base by an angle: counterclockwise to the position according to FIG. 3 tilts, so pivot the base plate 16 and the plane E together. So the center of gravity tilts S. about the support axis 9 downwards. The distance b increases to b '. This increases the torque acting about the support axis 9 from P b to P b '. The spring 12 acts thus a greater force, so that the spring is stretched a little. But because of that the angular position of the pendulum increases in relation to the scale frame. So had the angle from F i g. 7 to / 5 'in Fig. 3 enlarged. Of the The total swivel angle of the pendulum is t + / S '/ "so greater than t.

Der Spiegel macht somit eine größere Schwenkbewegung als das Waagengestell, was erforderlich ist, wenn man den Niveauausgleich durch Verschwenken eines einzigen strahlversetzenden Organs erzielen will. The mirror thus makes a greater swivel movement than the scale frame, what is required if you can adjust the level by pivoting a single wants to achieve beam-displacing organ.

Das gleiche gilt für eine Schwenkbewegung in der Gegenrichtung, was man sofort erkennt, wenn man Fig. 3 als Ausgangsstellung betrachtet. Wird nämlich das Waagengestell im Uhrzeigersinn um den Winkel a verschwenkt, so schwenkt sich der Spiegel mit dem Pendel wieder um den Winkel o+ß'-P, also um mehr als a. The same goes for a pivoting movement in the opposite direction, what can be seen immediately if you look at Fig. 3 as the starting position. Namely will if the balance frame is pivoted clockwise by the angle a, then it pivots the mirror with the pendulum again by the angle o + ß'-P, i.e. by more than a.

Die richtige Ausgangsstellung des Spiegels läßt sich durch Betätigung der Stellschraube 14 einjustieren. Zum Justieren der gewünschten Schwenkwinkel kann man die Lage des Schwerpunkts S gegenüber der Stützachse 9 durch Betätigung des Gegengewichts 22 ändern. The correct starting position of the mirror can be determined by actuation adjust the adjusting screw 14. To adjust the desired swivel angle can the position of the center of gravity S relative to the support axis 9 by actuating the Change counterweight 22.

Die reflektierende Ebene des Spiegels oder Prismas wird so nahe an der Schneidenlinie angeordnet, daß das einfallende Lichtbündel auch nach der höchstzulässigen Schwenkbewegung noch auf die reflektierende Fläche fällt. Zu diesem Zweck braucht die reflektierende Fläche nicht unbedingt durch die Schneidenlinie zu verlaufen. Es genügt vielmehr, wenn zwischen beiden ein kleiner Abstand vorhanden ist. was den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht. The reflective plane of the mirror or prism will be so close to it the cutting line arranged that the incident light beam also after the highest permissible Pivoting movement still falls on the reflective surface. To this end needs the reflective surface not necessarily to run through the cutting line. Rather, it is sufficient if there is a small distance between the two. What simplifies the structure of the device.

Claims

Patent claims:

1. Level compensation device for precision and fine scales with a stationary projection device, through which a part of the balance beam attached microscale can be displayed on a focusing screen via deflection mirrors, wherein a deflection mirror mounted on a pendulum with a counterweight fixed in space and the Fixed support axis of the pendulum arranged parallel to the support edge of the balance beam is, characterized in that the pendulum (2), its above its stationary Center of gravity (S) located on the support axis by means of the adjustable counterweight (22) is adjusted by one acting on the pendulum (2) outside the support axis (9) and with its other end attached to the balance frame spring (12) is stabilized.

2. Level compensation device according to claim 1, characterized in that that the end of the spring (12) attached to the balance frame can be adjusted in the longitudinal direction of the spring is.