DE202017000326U1

DE202017000326U1 - Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von Edelmetallformkörpern nach mehreren Prüfverfahren

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Publication number: DE202017000326U1
Application number: DE202017000326.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2027-01-21

Abstract

Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von Edelmetallformkörpern nach mehreren Prüfverfahren mittels einer Basisvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dassa) die Basisvorrichtung aus einer Grundplatte aus nicht ferromagnetischem Material besteht,b) an der Grundplatte eine senkrecht nach oben ragende, unmagnetische Gewindestange befestigt ist,c) auf der Gewindestange mindestens eine Rändelmutter aufgeschraubt ist, die zur Höhenverstellung der Messaufsätze für die verschiedenen Edelmetallprüfverfahren dient.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtungen zur Analyse von Edelmetallen nach mehreren Prüfverfahren. Auf eine Basisvorrichtung können Messaufsätze für eine Magnetwaage oder ein Magnetpendel oder zur Dichtebestimmung angebracht werden. Die Prüfmethoden nach den ersten beiden Verfahren sind berührungslos. Die erwähnten Prüfverfahren selbst sind Stand der Technik. Hauptanspruch der Anmeldung ist das Basisgerät zur Nutzung der verschiedenen Messverfahren und die Ausführung der zugehörigen Messaufsätze.
Hintergrund der Erfindung
Da in letzter Zeit gehäuft gefälschte Goldbarren und Goldmünzen mit Wolframkern aufgetaucht sind und Gold und Wolfram sich in ihren Dichten nur minimal unterscheiden, ist eine Prüfung von Edelmetallen wichtiger denn je. Auch bei Silber gibt es Fälschungen sowohl bei Barren als auch bei Münzen. Fälschungen werden bevorzugt aus Wolfram, Tantal, Zink, Stahl, Nickel, Kupfer, Messing und Blei oder Bleilegierungen hergestellt. Da Barren häufig in geschlossenen Kunststofffolien oder Blistern mit Seriennummer und eventuell noch mit einem Zertifikat angeboten werden, sind bestimmte Prüfmethoden zur Echtheitsbestimmung, die einen direkten Kontakt mit der Probe erfordern, ausgeschlossen, wenn man nicht diese Sicherheitsverpackung zerstören oder die Edelmetallprobe beschädigen will.
Stand der Technik
Die nach dem heutigen Stand der Technik gebräuchlichsten Edelmetall-Prüfverfahren sind:

a) Messung der Ultraschallgeschwindigkeit (zerstörungsfrei, erfordert aber Kontakt mit der Probe; bei dünnen Proben, wie etwa kleinen Münzen, nicht anwendbar);
b) Messung der elektrische Leitfähigkeit (zerstörungsfrei, aber Kontakt mit der Probe nötig);
c) Röntgenfluoreszenzspektrometrie (zwar zerstörungsfrei, aber funktioniert i. Allg. nur bis zu einer Dicke von ca. 5 µm);
d) Rasterelektronenmikroskopie (teuer, Eindringtiefe nur bis ca. 10 Mikrometer);
e) Dichtemessung (Probe kann nicht in der Verpackung bzw. im Blister verbleiben);
f) Oberflächentests mittels Säuretest oder Teststift (wirkt nur auf die Oberfläche ein und führt zu einer Beschädigung/Veränderung der Probenoberfläche; Wolframkerne z. B. werden dadurch nicht erkannt);
g) Klangtest (Probe darf nicht in der Verpackung sein; bei Münzen kann man typische Resonanzfrequenzen ermitteln und die Probe mit diesen vergleichen; bei Barren i. Allg. ungeeignet);
h) Magnetwaage (zerstörungsfrei, Probe kann i. Allg. in dünner Verpackung verbleiben; kann im Allgemeinen gut zwischen Gold und Wolfram unterscheiden, da diese Metalle ein unterschiedliches magnetisches Verhalten zeigen; Probleme bei ferromagnetischen Verunreinigungen).

In DE 20 2012 006 143 U1 wird eine Magnetwaage („Wägevorrichtung mit Magneten zur Edelmetall-Analyse“) beschrieben.
Bei der Magnetwaage der Firma „goldanalytix“ wird die Probe hingegen auf eine Abdeckung über dem Magneten gelegt, der mit einem Abstandshalter mit der Feinwaage verbunden ist und der auch die Kraft zwischen dem Magneten und der Probe auf die Feinwaage überträgt. Die Magnetwaage der Firma „Aurotest“ (ATS 300 MW) funktioniert analog.
In DE 20 2014 009 752 U1 wird ein „Einfaches Gerät zur Messung der magnetischen Suszeptibilität von dia- und paramagnetischen Mineralien, Nuggets, Münzen“ beschrieben.
Bei CH 705 903 A2 handelt es sich um eine Anmeldung, bei der die Relativkraft zwischen Edelmetallformkörpern und Permanentmagneten gemessen wird, wobei bevorzugt über Messung von Geschwindigkeiten oder Kräften Messwerte generiert werden, die dann mit Norm- oder Erfahrungswerten verglichen werden müssen, um zwischen echten und falschen Edelmetallformkörpern zu unterscheiden.
In DE 20 2013 008 928 U1 wurde Schutz für ein Gerät zur Echtheitsprüfung von Edelmetallformkörpern durch die Erzeugung von Wirbelströmen mittels magnetischer Wechselfelder in Verbindung mit einer Einrichtung zur Erfassung der durch die Wirbelfelder beeinflussten Eigenschaftsänderungen in einem LC-Sensorschwingkreis angemeldet.
Die Dichtebestimmung ist schon seit Archimedes bekannt.
Technische Aufgabe der Erfindung
Viele der bekannten Testverfahren haben nur eine geringe Eindringtiefe bzw. prüfen nur die Oberfläche der Probe. Aber auch einzelne Verfahren, die die gesamte Probe analysieren, können zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Ein typisches Beispiel hierfür ist, dass die Magnetwaagen zu einem falschen Messergebnis bei Gold- und Silberproben führen, wenn diese ferromagnetische Verunreinigungen aufweisen. Eine Prüfung der gleichen Proben mit dem Magnetpendel führt aber zu einer richtigen Einschätzung der Qualität der Probe. Andererseits gibt es aber Münzen, bei denen sowohl die Magnetwaage als auch das Magnetpendel das Vorliegen einer reinen Silbermünze vermuten lassen, obwohl dies nicht der Fall ist. Eine solche Münze ist z.B. „100 JAHRE INTERNATIONALE LUFTFAHRTAUSSTELLUNG“ von „DIE DEUTSCHEN PRÄGESTÄTTEN 2009“ die aus einem diamagnetischen, kupferhaltigen Kern und einem Silberüberzug besteht. Die Dichtemessung ergibt dann aber eindeutig, dass es sich nicht um eine reine Silbermünze handelt.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Prüfung von Edelmetallformkörpern (Münzen und Barren) zu finden, die universell sowohl für Laien als auch Händlern anwendbar ist und dabei den gesamten Formkörper prüft. Dabei sollen insbesondere Fälschungen auf Wolframbasis erkannt werden können.
Diese Aufgabe wird insbesondere durch ein Multiprüfgerät gelöst, das die Kombination der Prüfverfahren nach dem Prinzip der Magnetwaage, nach dem Prinzip des Magnetpendels und auch die Dichtebestimmung ermöglicht. Zusätzlich ist mit der Feinwaage auch eine Bestimmung der Masse der Probe möglich.
Detaillierte Beschreibung und Darstellung der Erfindung
Grundbestandteil des erfindungsgemäßen Universalgerätes ist ein Basisgerät (1) nach Anspruch 1 und 2. Dieses besteht aus einer Grundplatte (Nr. 1) und einer daraus senkrecht nach oben stehenden Gewindestange (Nr. 2). Auf die Gewindestange ist eine Rändelmutter (Nr. 3) aufgeschraubt, die zur Höhenverstellung der Messaufsätze dient. Dieses Grundgestell, Basisgerät genannt, ist das Rückgrat der verschiedenen Messverfahren.
Prüfmethode nach dem Prinzip der Magnetwaage (Fig. 2a und Fig. 2b):
Auf der Bodenplatte des Basisgeräts wird eine Feinwaage (Nr. 4) mit einer Empfindlichkeit von mindestens 0,01g platziert, darauf wird der Hohlkörper (Nr. 13) gestellt, der als Abstandshalter und Probenträger dient und auf dem die Probe, d.h. die Münze (Nr. 5) oder der Barren, liegt. Auf die Gewindestange (Nr. 2) des Basisgerätes wird ein L-förmiger Messaufsatz (Nr. 11a,b) geschoben, der aus einem vertikalen Konstruktionsteil (11a) mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse versehen ist, an dem ein horizontales Konstruktionsteil (11b), kurz als Ausleger bezeichnet, angebracht ist. Der gesamte Messaufsatz ist mittels der Rändelmutter (Nr. 3) in der Höhe verstellbar und zum Auflegen der Probe horizontal zur Seite schwenkbar. An der Unterseite des Auslegers ist ein sehr starker Permanentmagnet (Nr. 12), bevorzugt ein Neodymmagnet, angebracht. Der Permanentmagnet befindet sich zentral über der Probe auf dem Abstandshalter/Probenträger. Durch die Rändelmutter wird der Messaufsatz samt Magnet so weit abgesenkt, dass zwischen dem Magneten (Nr. 12) und der Probe (Nr. 5) nur noch ein Abstand vom Bruchteil eines Millimeters besteht. Einen definierten, reproduzierbaren Abstand kann man z. B. leicht dadurch erreichen, dass man den Magneten so weit absenkt, dass er die Probe berührt. Die Waage zeigt dies durch eine Gewichtszunahme deutlich an. Anschließend dreht man die Rändelmutter um einen bestimmten Winkel (z. B. eine Viertelumdrehung) zurück und hebt damit den Magneten wieder von der Probe ab. Mittels einer zweiten Rändelmutter kann man gemäß Anspruch 3d beide Muttern so fixieren bzw. kontern, dass bei der Schwenkbewegung des Messkopfes kein Verdrehen der Rändelmutter und eine damit verbundene Abstandsänderung möglich ist. Dies ist bei Serienmessungen von Münzen gleicher Dicke sinnvoll. In 2b ist eine bevorzugte Ausführung der Messanordnung nach Anspruch 3 dargestellt.
Man kann die Messung grundsätzlich nach zwei Methoden durchführen:

a) Der Ausleger wird zuerst vom Probenträger zur Seite weg geschwenkt, die Probe aufgelegt, die Waage mittels der Tarafunktion auf null gestellt und anschließend wird der Ausleger mit dem Magneten über die Probe geschwenkt und der Messaufsatz mit dem Magneten mittels der Rändelmutter so weit abgesenkt, dass zwischen dem Magneten und der Probe nur der Bruchteil eines Millimeters besteht. Bei diamagnetischen Materialien wie Gold und Silber ist an der Feinwaage ein positiver Wert ablesbar, da sich der Magnet und das diamagnetische Edelmetall abstoßen. Bei einer Fälschung mit Wolframkern würde ein negativer Wert angezeigt, da das paramagnetische Wolfram vom Magneten angezogen wird. (Bei einer Münze von einer Unze und einem Magneten mit ca. 25 kg Haltekraft kann man typisch bei Gold bzw. Silber 0,12g bis 0,18g erwarten.)
b) Der Ausleger wird vom Abstandshalter/Probenträger zur Seite weg geschwenkt, die Waage ohne Probe auf null gestellt. Nun wird die Probe aufgelegt und die Waage zeigt das Gewicht der Probe (z. B. 1 Unze) an. Dies ist die erste Wägung. Anschließend wird der Ausleger mit dem Magneten über die Probe geschwenkt und der Messkopf mit dem Magneten mittels der Rändelmutter so weit abgesenkt, dass zwischen dem Magneten und der Probe nur der Bruchteil eines Millimeters besteht. Bei diamagnetischen Materialien wie Gold und Silber ist an der Feinwaage eine Zunahme (!) der Masse (des Gewichts) ablesbar, bei einer Fälschung mit Wolframkern würde ein verringerter Wert angezeigt. Dieses Messergebnis stellt die zweite Wägung dar. Die Differenz zwischen den beiden Wägungen dient somit zur Analyse der Edelmetallprobe. Bei Feinwaagen, die bei kleinen Massen mitunter nicht ansprechen, ist die zweite Messmethode angebracht. Außerdem sind Waagen um die Nulllage meist weniger empfindlich.

Der Abstandshalter/Probenträger kann auf der Wägeplatte der Feinwaage nach verschiedenen Methoden fixiert werden:

i) Durch ein System von Zapfen (Noppen) (Nr.44) und Vertiefungen (Löchern) (Nr. 42) gemäß Anspruch 7 nach dem Schlüssel-Schlossprinzip entsprechend 5a,b,c an der Unterseite des Abstandshalters (Nr. 13, Nr. 43) und einer auf der Wägeplatte der Feinwaage (Nr. 4) angebrachten Platte (Nr. 41). Bevorzugt am Probenhalter sollten die Zapfen (Nr. 44) und in der Platte auf der Feinwaage (Nr. 41) sollten dabei die Löcher (Nr. 42) angebracht sein. Ein merklicher Kraftschluss zwischen den beiden Teilen kann dabei dadurch erzielt werden, dass z.B. die Noppen leicht verformbar bzw. gummiert ausgeführt sind.
ii) Durch ein Nut-Feder-Haltesystem gemäß Anspruch 9 an der Unterseite des Abstandshalters und auf der Wägeplatte der Feinwaage exemplarisch in den 6a,b,c dargestellt. Die Platte mit den Nuten (Nr. 45) ist dabei bevorzugt auf der Wägeplatte der Feinwaage (Nr. 4) angebracht, in die passgenau eine Platte (Nr. 46), die an der Unterseite des Abstandshalters/Probenträgers (Nr. 13) befestigt ist, eingeschoben wird. Damit erzielt man eine feste, aber leicht und schnell lösbare Verbindung.

Auf diese lösbaren Verbindungsmethoden wird auch noch bei der 3. Prüfmethode (Dichtebestimmung) Bezug genommen, da sie auch dort Anwendung finden können.
Prüfmethode nach dem Prinzip des Magnetpendels (Fig. 3):
Die physikalische Grundlage bei dieser Messmethode ist die unterschiedliche magnetische Wechselwirkung dia- und paramagnetischer Stoffe mit inhomogenen Magnetfeldern und der Ausbildung von Wirbelströmen bei der Relativbewegung zwischen der Probe und dem Permanentmagneten. Die diamagnetischen Edelmetalle Silber und Gold sind - neben dem ebenfalls diamagnetischen Kupfer - die mit Abstand besten elektrischen Leiter. Bei diesen Metallen führt die Relativbewegungen zwischen der Probe und dem Magneten am Ende des Pendelkörpers zu einer sehr ausgeprägten Abstoßung zwischen dem Magneten und der Probe aufgrund von Wirbelströmen. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass auch von einer Schutzhülle ummantelte oder in Blistern verpackte Prüflinge untersucht werden können.
Auf die Gewindestange (Nr. 2) des Basisgerätes wird ein L-förmiger Messaufsatz (Nr. 21a,b) geschoben, der aus einem vertikalen Konstruktionsteil (Nr. 21a) mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse versehen ist, an dem ein horizontales Konstruktionsteil (Nr. 21b), kurz Ausleger bezeichnet, angebracht ist. Der gesamte Messaufsatz (Nr. 21a,b) ist mittels der Rändelschraube (Nr. 3) in der Höhe verstellbar. An der Unterseite des Messkopfes, genauer des horizontalen Auslegers, befindet sich eine frei bewegliche Pendelstange (Nr. 23), die mit einem flexiblen Faden (Nr. 22) am Ausleger (Nr. 21b) befestigt ist. Am unteren Ende der Pendelstange ist ein kleiner, starker Permanentmagnet (Nr. 24), bevorzugt ein Neodymmagnet, angebracht. Typische Abmessungen für den Permanentmagneten sind z.B. 10mm bis 12mm Durchmesser und 5mm Höhe und eine magnetische Flussdichte von ca. 1,3 Tesla. Auf die Grundplatte (Nr. 1) des Basisgerätes wird die Probe (Münze oder Barren) (Nr. 5) gelegt und der Messaufsatz (Nr. 21a,b) mit dem Magnetpendel so weit abgesenkt, dass zwischen dem Magneten (Nr. 24) und der Probe (Nr. 5) sich nur noch ein kleiner Luftspalt von weniger als einem Millimeter befindet. Der Magnet darf also die Probe nicht berühren! Der Messaufsatz mit dem Pendel kann, nachdem die Höheneinstellung erfolgt ist, gemäß Anspruch 4c mittels einer kleinen Rändelschraube (Nr. 20), die seitlich oder hinten am Schaft (Nr. 21a) des Messaufsatz angebracht ist und die auf die Gewindestange (Nr. 2) einwirkt, gegen Verdrehen gesichert werden. Lenkt man das Pendel aus und lässt es über die Probe zurückschwingen, so kann man sofort anhand der Wechselwirkung zwischen der Probe und dem Magneten unterscheiden, ob es sich z. B. um einen Goldformkörper oder um eine Probe mit Wolframkern handelt. Bei den diamagnetischen Metallen Gold und Silber kommt es zu einem abruptem Abbremsen des Pendels, während bei einer paramagnetischen Wolframprobe das Pendel weiterschwingt. Gold und Goldfälschungen mit Wolfram lassen sich damit erkennen. Bei gefälschten Silbermünzen bzw. Silberbarren könnten Blei und Kupfer als Kern oder Legierung verwendet werden. Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte von den Fälschermetallen gegenüber Silber müsste auf alle Fälle ein hoher Bleianteil sofort erkannt werden, da das diamagnetische Blei wesentlich schwächer mit dem Magneten wechselwirkt als die gut elektrisch leitenden Edelmetalle. Bei Proben mit einem geringeren Edelmetallanteil (Feinheit 900, 750 oder 625) ist die Abbremsung des Pendels mit abnehmendem Feingehalt geringer bzw. es kann über die Ruhelage hinaus schwingen, so dass man dadurch auch eine Aussage über den Feingehalt der Probe machen kann. Grundsätzlich gilt: reine paramagnetische Fälschermetalle wie Wolfram sind sofort erkennbar, da das Pendel nicht abgebremst wird. Problematisch ist lediglich das ebenfalls diamagentische reine (!) Kupfer, das wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit ebenfalls eine starke Wechselwirkung zwischen dem Magneten und der Probe zeigt. Solche Fälschungen können aber durch eine ergänzende Dichtebestimmung erkannt werden. In 3 ist eine bevorzugte Ausführung der Messanordnung nach Anspruch 4 dargestellt.
Prüfmethode durch Dichtebestimmung nach Archimedes (Fig. 4a bis 4d):
Bei diesem Verfahren wird die Dichte bzw. das spezifische Gewicht mit der Verdrängungsmethode nach Archimedes ermittelt. In den 4c,d ist eine bevorzugte Ausführung der Messanordnung nach Anspruch 5 dargestellt. Dieses Verfahren ist - wie der Name schon sagt - im Prinzip seit der Antike bekannt. Bei dem hier beschriebenen Gerät befindet sich allerdings die Waage (Nr. 4) über dem Wasserbecken (Nr. 38). Wieder wird das Basisgerät (1) verwendet. Über die Gewindestange (Nr. 2) der Basisvorrichtung wird der L-förmige Messaufsatz (Nr. 31a,b) geschoben, der aus einem vertikalen Konstruktionsteil (Nr. 31a) mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse besteht, womit ein Verschieben des Messaufsatzes in vertikaler Richtung möglich ist. An dem vertikalen Konstruktionsteil ist eine genügend lange und breite horizontale Platte (Nr. 31b) befestigt, die als Auflager für die Feinwaage (Nr. 4) dient.
Damit die Feinwaage sich nicht seitlich verschieben kann, sollte das Auflager gemäß Anspruch 6a bevorzugt auf beiden Seiten Leisten (Nr. 32) haben, so dass die Waage in einer u-förmigen Vertiefung gehalten wird. Eine Anschlagleiste (Nr. 33) für die Feinwaage dient zusätzlich zur genauen Positionierung der Waage. Der komplette Messaufsatz kann gemäß Anspruch 5f durch eine kleine Rändelschraube (Nr. 30), die seitlich oder hinten am Schaft (Nr. 31a) des Messaufsatz angebracht ist und die auf die Gewindestange (Nr. 2) einwirkt, gegen Verdrehen gesichert werden, nachdem die Höheneinstellung vorgenommen worden ist. Auf die Grundplatte (Nr. 1) wird ein nach oben hin offenes Wasserbecken (Nr. 38) gestellt, das, wie in 8a dargestellt, gemäß Anspruch 8a mit Zapfen/Noppen (Nr. 44) versehen sein kann, die passgenau in entsprechende Vertiefungen/Löcher (Nr. 42) der Bodenplatte des Basisgerätes einrasten. Eine solche lösbare Fixierung ist bereits unter der 1. Prüfmethode im Abschnitt i) beschrieben. Alternativ kann das Wasserbecken durch Leisten (Nr. 47) am Boden des Beckens, die seitlich um die Bodenplatte (Nr. 1) des Basisgerätes greifen, fixiert werden. Diese Lösung gemäß Anspruch 8b ist in 8b exemplarisch dargestellt.
Auf die Feinwaage (Nr. 4) wird ein käfigförmiger Probenträger (Nr. 37) eingehängt. Dieser besteht aus zwei planparallelen Platten (Nr. 34 und Nr. 36), die mit dünnen Verbindungsstangen (Nr. 35) verbunden sind, die einen Durchmesser von ca. 3mm bis 4mm haben und die gemäß Anspruch 6c einen so großen Abstand voneinander haben, dass die Feinwaage und deren Auflager mit den seitlichen Leisten dazwischen passt ohne die Stäbe zu berühren. Die Länge der Verbindungsstangen ist gemäß Anspruch 6d so groß zu bemessen, dass man bei eingehängtem Probenträger bequem unter dem Ausleger (Nr. 31b) den Edelmetallformkörper ins Wasserbecken (Nr. 38) einlegen kann. 18cm ist dafür ein Richtwert. Die untere horizontale Platte (Nr. 36), auf die die Probe bei der zweiten Messung im Wasserbecken gelegt wird, sollte gemäß Anspruch 6b bevorzugt gelocht sein, damit z. B. Münzen beim Auflegen im Wasser nicht auf einem Wasserkissen wegschwimmen. Die Querschnittsfläche der Verbindungsstangen liegt in der Größenordnung von etwa einem Promille der Wasserbeckenoberfläche, die etwa 1,5 Quadratdezimetern beträgt. Dadurch ist der durch die Gewindestangen bedingte Volumenmessfehler der Edelmetallprobe gegenüber der Genauigkeit der Wägung vernachlässigbar.
Die obere Platte (Nr. 34) des Käfigs, die auf der Feinwaage (Nr. 4) aufliegt, kann wieder durch geeignete Vorrichtungen fixiert werden.

i) Durch umlaufende Leisten auf der Unterseite der oberen Platte des Käfigs, in die gemäß Anspruch 6e passgenau die Wägeplatte der Feinwaage eingreift.
ii) Durch ein System von Zapfen/Noppen und Vertiefungen/Löcher nach dem schon erwähnten Schlüssel-Schlossprinzip analog 5b,c, dargestellt in 7b. Dazu sind auf der Oberseite der Wägeplatte der Feinwaage und an der Unterseite der oberen Platte des Käfigs entsprechende Halterungen anzubringen.
iii) Durch ein Nut-Feder-Haltevorrichtung analog 6b,c, dargestellt in 7a. Die Platte mit den Nuten ist dabei gemäß Anspruch 10 bevorzugt auf der Wägeplatte der Feinwaage (Nr. 4) angebracht, in die passgenau eine Platte an der Unterseite der oberen Platte des Käfigs befestigt, eingeschoben wird. Damit erzielt man eine feste, aber leicht und schnell lösbare Verbindung.

Bei der Dichtemessung geht man wie folgt vor.

a) Die Feinwaage wird auf null gestellt. Die Münze (Nr. 5) oder der Barren wird auf die Feinwaage (Nr. 4), genauer auf die obere horizontale Trägerplatte (Nr. 34) des Käfigs (Nr. 17) gelegt und die Masse ermittelt (= 1. Messwert M1).
b) Anschließend wird die Probe auf die gelochte untere Platte (Nr. 36) des Käfigs ins Wasserbad gelegt und wieder wird die Masse ermittelt (=2. Messwert M2). Die Differenz der Maßzahlen der ersten und der zweiten Wägung ergeben, aufgrund des Auftriebs und der Dichte von Wasser, genau die Maßzahl des Volumens V des Probekörpers. Die Dichte p erhält man, wenn man die erste gemessene Masse (= 1. Messwert M1) durch das Volumen V dividiert. Also: $ρ= M1/V = M 1 / (M 1 - M 2) {in g/cm}^{3}$

Beispiel:
M1=31,5 (g); M2=28,5 (g); V=31,5-28,5=3,00 (cm³); ρ=31,5/3,00=10,5 (g/cm³), also Silber.
Gerade bei Edelmetallformkörpern ohne definierte geometrische Form, z. B. bei Barren, kann damit die Dichte schnell und zuverlässig ermittelt werden.
Die Zeichnungen, die in der folgenden Zusammenstellung aufgeführt sind, zeigen bevorzugte bzw. grundsätzliche Ausführungen der in der Beschreibung dargestellten erfindungsgemäßen Lösungen.
Zusammenstellung der Zeichnungen:

1: Basisgerät, Basisgestell
2a: Basisgestell mit Magnetwaage-Messaufsatz
2b: Darstellung der Magnetwaage-Prüfanordnung
3: Darstellung der Magnetpendel-Prüfanordnung
4a: Basisgestell mit Trägerplattform für die Waage mit seitlichen Leisten
4b: Anordnung zur Dichtemessung, der Käfig ist noch nicht eingehängt
4c: Darstellung zur Dichtemessung-Prüfanordnung
4d: Schnittzeichnung der Anordnung zur Dichtemessung
5a: Zapfen-Loch-Fixierungssystem für den Probenträger mit der Waage (Grundriss)
5b: Zapfen-Loch-Fixierungssystem für den Probenträger, von der Waage getrennt
5c: Zapfen-Loch-Fixierungssystem für den Probenträger, mit der Waage verbunden
6a: Nut-Feder-Fixierungssystem für den Probenträger mit der Waage (Grundriss)
6b: Nut-Feder-Fixierungssystem für den Probenträger mit der Waage (Aufriss)
6c: Nut-Feder-Fixierungssystem für den Probenträger mit der Waage (Schrägbild)
7a: Nut-Feder-Fixierungssystem für den Käfig mit der Waage (Schrägbild)
7b: Zapfen-Loch-Fixierungssystem für den Käfig mit der Waage (Schrägbild)t
8a: Zapfen-Loch-Fixierungssystem für das Wasserbecken mit der Grundplatte
8b: Leisten-Fixierungssystem für das Wasserbecken mit der Grundplatte

Bezugszeichenliste

1: Grundplatte des Basisgeräts
2: Gewindestange aus nicht magnetischem Material
3: Rändelmutter zur Höhenverstellung der Messaufsätze
4: Feinwaage (Genauigkeit mindestens 0,01g für Münzen; 0,1g für Barren bis ca. 1kg)
5: Edelmetallprobe (Münze oder Barren)
11a: vertikales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes für die Magnetwaage-Messmethode, mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse
11b: horizontales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes, an dem der Magnet angebracht ist
12: Permanentmagnet/Neodymmagnet
13: Abstandshalter/Probenträger aus leichtem, nicht magnetischem Material
20: kleine Rändelschraube, um ein Verdrehen des Messaufsatzes zu unterbinden
21a: vertikales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes zur Magnetpendel-Messmethode, mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse
21b: horizontales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes an dem der schwingfähig Pendelkörper aufgehängt ist
22: flexibler Faden, der mit dem Ausleger und der Pendelstange verbunden ist
23: Pendelstange
24: Permanentmagnet/Neodymmagnet des Pendels
30: kleinen Rändelschraube, um ein Verdrehen des Messaufsatzes zu unterbinden
31a: vertikales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes für die Dichtebestimmung nach Archimedes, mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse
31b: horizontales Konstruktionsteil des L-förmige Messaufsatzes, Trägerplatte der Feinwaage
32: seitliche Leisten auf der Trägerplatte, um die Feinwaage zu fixieren
33: Anschlagleiste für die Feinwaage
34: obere Platte des käfigförmigen Probenhalters (liegt auf der Feinwaage auf)
35: Verbindungsstangen der beiden Platten mit kleiner Querschnittsfläche
36: untere, gelochte Platte des käfigförmigen Probenhalters (befindet sich im Wasserbecken)
37: gesamter käfigförmiger Probenhalter zur Dichtebestimmung;
38: Wasserbecken
41: Platte mit Vertiefungen/Löchern
42: Vertiefungen/Löcher
43: Platte mit den Zapfen/Noppen
44: Zapfen/Noppen, passgenau zu den Vertiefungen/Löchern
45: Platte mit zwei parallelen Nuten
46: Platte/Feder, passgenau zu den Nuten
47: Leisten am Boden des Wasserbeckens zur seitlichen Fixierung des Beckens

In den Figuren sind identische oder funktionsgleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012006143 U1 [0004]
DE 202014009752 U1 [0006]
CH 705903 A2 [0007]
DE 202013008928 U1 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von Edelmetallformkörpern nach mehreren Prüfverfahren mittels einer Basisvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Basisvorrichtung aus einer Grundplatte aus nicht ferromagnetischem Material besteht, b) an der Grundplatte eine senkrecht nach oben ragende, unmagnetische Gewindestange befestigt ist, c) auf der Gewindestange mindestens eine Rändelmutter aufgeschraubt ist, die zur Höhenverstellung der Messaufsätze für die verschiedenen Edelmetallprüfverfahren dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindestange in ein passendes Gewinde der Bodenplatte des Basisgerätes eingeschraubt ist, wobei die Fixierung in der Bodenplatte durch eine Verklebung oder bevorzugt durch eine Kontermutter erfolgt.
Messaufsatz zur Magnetwaage-Messmethode, dadurch gekennzeichnet, dass a) der L-förmige Messaufsatz aus einem vertikalen Konstruktionsteil mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse besteht, die über die Gewindestange der Basisvorrichtung geschoben wird und damit ein Verschieben des Messaufsatzes in vertikaler Richtung zur Messung und eine horizontale Schwenkbewegung zum Auflegen der Probe ermöglicht; b) an dem vertikalen Konstruktionselement ein horizontales Konstruktionsteil befestigt ist, an dem der Magnet, bevorzugt ein Neodymmagnet, angebracht ist; c) mittels der Rändelmutter der Basisvorrichtung der am Messaufsatz befestigte Magnet höhenverstellbar ist und bis auf weniger als einen Millimeter über die Edelmetallprobe abgesenkt werden kann, wobei sich diese auf einem Probenträger/Abstandshalter befindet und dieser wiederum auf einer Feinwaage platziert ist, wobei die Feinwaage die magnetische Wechselwirkungskraft zwischen der Edelmetallprobe und dem Magnetfeld misst und dadurch eine Analyse der Probe ermöglicht; d) mittels einer zweiten Rändelmutter man beide Muttern so fixieren bzw. kontern kann, dass bei der Schwenkbewegung des Messkopfes kein Verdrehen der Rändelmutter und eine damit verbundene Abstandsänderung zwischen Probe und Magneten erfolgt.
Messaufsatz zur Magnetpendel-Messmethode, dadurch gekennzeichnet, dass a) der L-förmige Messaufsatz aus einem vertikalen Konstruktionsteil mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse besteht, die über die Gewindestange der Basisvorrichtung geschoben wird und damit ein Verschieben des Messaufsatzes in vertikaler Richtung zur Messung ermöglicht; b) an dem vertikalen Konstruktionselement ein horizontales Konstruktionsteil befestigt ist, an dem ein schwingfähig aufgehängter Pendelkörper, bevorzugt eine Pendelstange, befestigt ist, wobei am unteren Ende des Pendelkörpers ein Permanentmagnet angebracht ist, und wobei der Pendelkörper mittels der Rändelmutter des Basisgerätes so in der Höhe verstellbar ist, dass der Magnet in einem Abstand von weniger als einem Millimeter über einer Edelmetallprobe, die in Ruheposition des Pendelkörpers genau unter diesem auf der Grundplatte des Basisgeräts aufliegt, schwingen kann. Die Analyse der Edelmetallprobe erfolgt durch den Grad der Abbremsung des aus der Ruhelage ausgelenkten Pendels beim Schwingen über der Probe; c) mittels einer kleinen Rändelschraube, die seitlich oder hinten am vertikalen Konstruktionsteil des Messaufsatz angebracht ist und die auf die Gewindestange des Basisgerätes einwirkt, der gesamte Messaufsatz gegen Verdrehen gesichert wird.
Messaufsatz zur Dichtebestimmung nach Archimedes, dadurch gekennzeichnet, dass a) der L-förmige Messaufsatz aus einem vertikalen Konstruktionsteil mit einer zur Gewindestange passenden Bohrung oder einer Buchse besteht, die über die Gewindestange der Basisvorrichtung geschoben wird und damit ein Verschieben des Messaufsatzes in vertikaler Richtung ermöglicht; b) an dem vertikalen Konstruktionsteil eine ausreichend breite und lange horizontale Platte befestigt ist, die als Auflager für die Feinwaage dient; c) auf der Feinwaage ein Käfig mit zwei planparallelen Platten eingehängt wird, die durch dünne Stäbe verbunden sind, wobei die obere Platte oben auf der Waage aufliegt und wobei die untere Platte in ein Wasserbecken eintaucht, das auf der Grundplatte des Basisgerätes steht; d) die Eintauchtiefe der unteren Platte in das Wasserbecken durch die Rändelmutter des Basisgerätes eingestellt werden kann, auf der sich der ganze Messaufsatz abstützt; e) die zwei Messungen der Masse, die für die Dichtebestimmung nötig sind, dadurch erfolgen, dass man zuerst die Edelmetallprobe auf die obere Platte des Käfigs und anschließend auf die untere, sich im Wasserbecken befindliche Platte des Käfigs legt und die Messwerte jeweils an der Feinwaage abliest; f) mittels einer kleinen Rändelschraube, die seitlich oder hinten am vertikalen Konstruktionsteil des Messaufsatz angebracht ist und die auf die Gewindestange des Basisgerätes einwirkt, der gesamte Messaufsatz gegen Verdrehen gesichert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) die horizontale Platte nach Anspruch 5b), die als Auflager für die Feinwaage dient, seitliche Leisten zur Fixierung der Waage aufweist und über eine Querleiste als Anschlag verfügt, so dass die Feinwaage auf eine reproduzierbare Position auf dem Auflager gestellt werden kann; b) die untere Platte des Käfigs, die in das Wasser eintaucht, bevorzugt gelocht ist, damit die Edelmetallprobe beim Auflegen nicht auf einem Wasserkissen wegschwimmt; c) die dünnen Stäbe nach Anspruch 5c), welche die zwei planparallelen Platten des Käfigs verbinden, einen so großen Abstand voneinander haben, dass die Feinwaage und deren Auflager mit den seitlichen Leisten dazwischen passt ohne die Stäbe zu berühren; d) die zwei planparallelen Platten des Käfigs nach Anspruch 5c) einen so großen Abstand voneinander haben, 18 cm ist dafür ein Richtwert, dass man die Probe bequem zwischen dem Auflager der Feinwaage und dem Wasserbecken auf die untere Platte des Käfigs legen kann; e) auf der Unterseite der oberen Platte des Käfigs umlaufende Leisten angebracht sind, in die passgenau die Wägeplatte der Feinwaage eingreift um dadurch den Käfig auf einer Feinwaage zu fixiern.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenträger, der als Abstandshalter zwischen der Feinwaage und dem Magneten dient, durch Vertiefungen bzw. Bohrungen und Zapfen bzw. Noppen nach dem Schlüssel- Schlossprinzip fixiert wird, wobei die Vertiefungen bevorzugt auf einer auf der Wägeplatte der Feinwaage angebrachten zusätzlichen Platte angebracht sind und die Zapfen/Noppen sich an der Unterseite des Abstandshalters/Probenträgers befinden. Ein merklicher Kraftschluss zwischen den beiden Teilen kann dabei dadurch erzielt werden, dass z.B. die Noppen leicht verformbar bzw. gummiert ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Wasserbecken durch Vertiefungen bzw. Löcher und Zapfen bzw. Noppen nach dem Schlüssel- Schlossprinzip analog zu Anspruch 7 fixiert wird, wobei sich die Zapfen/Noppen bevorzugt auf der Unterseite des Wasserbeckens nach Anspruch 5c) und die Vertiefungen/Löcher sich auf der Grundplattes des Basisgerätes nach Anspruch 1a) befinden. Ein merklicher Kraftschluss zwischen den beiden Teilen kann dabei dadurch erzielt werden, dass z.B. die Noppen leicht verformbar bzw. gummiert ausgeführt sind. b) das Wasserbecken alternativ durch Leisten, die am Boden des Beckens angebracht sind, die seitlich um die Bodenplatte des Basisgerätes greifen, fixiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, alternativ zur Befestigungen nach Anspruch 7, die Fixierung des Abstandshalters/Probenträgers durch zwei Platten erfolgt, von denen die eine der passgenauen Platten, die zwei parallele Nuten aufweist, bevorzugt an der Wägeplatte der Waage befestigt ist und das Gegenstück, die zweite Platte, die am Abstandshalter befestigt ist, als Feder fungiert und die lösbare Verbindung dadurch zustande kommt, dass man die eine Platte in die Nuten der anderen Platte schiebt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, alternativ zur Befestigungen nach Anspruch 6e) oder 9, die Fixierung des Käfigs an der Waage durch zwei Platten erfolgt, von denen die eine der passgenauen Platten, die zwei parallele Nuten aufweist, bevorzugt an der Wägeplatte der Waage befestigt ist und das Gegenstück, die zweite Platte, die an der Unterseite der oberen Platte des Käfigs befestigt ist, als Feder fungiert und die lösbare Verbindung dadurch zustande kommt, dass man die eine Platte in die Nuten der anderen Platte schiebt.