DE2102519A1

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Info

Publication number: DE2102519A1
Application number: DE19712102519
Authority: DE
Original assignee: STUBE FA RICHARD
Current assignee: STUBE FA RICHARD
Priority date: 1971-01-20
Filing date: 1971-01-20
Publication date: 1972-08-03
Also published as: FR2122386A1; DK135557B; JPS5436517B1; DK135557C; CH520922A; US3741325A; AT352414B; ATA44072A

Description

der Firma Richard Stube, 582 Gevelsberg / Westf.

betreffend:

"Meßgerät zur Bestimmung von Gewichten mit einer Feder als Meßorgan"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät zur Bestimmung von Gewichten mit einer Feder als Meßorgan.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßgerät dieser Gattung zu schaffen, mit dem die in beliebigen Mengen von Produkten enthaltenen Gewichtsanteile bestimmter Stoffe, deren relativer Anteil jedoch bekannt ist, unmittelbar von der Skala des Meßgerätes ablesbar ^sind. Diese Messung besitzt insbesondere Bedeutung für die Bestimmung des absoluten Gehaltes an Kohlehydraten, Eiweiß, Fett oder Kalorien einer bestimmten Nahrungsmittelmenge. Mit einem so aufgebauten Meßgerät braucht man also nicht mehr eine Umrechnung der relativen Anteile in die absoluten Anteile unter Berücksichtigung des tatsächlichen Gewichtes vorzunehmen. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß eine übliche Waage diesen Zweck nicht zu erfüllen vermag.

Das Meßgerät zur Bestimmung von Gewichten mit einer Feder als Meßorgan ist zur Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet durch einen bei Belastung gegen die Kraft der Meßorganfeder

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. auslenkbaren Wiegemechanismus durch einen Anzeigemechanismus für einen Bruchteil des Wiegemechanismus-Ausschlages, und durch eine Kopplungseinrichtung, die für die Festlegung des jeweiligen Bruchteils einstellbar ist und den Wiegemechanismus mit dem Anzeigemechanismus bewegungsschlüssig koppelt.

Der Ausschlag des Wiegemechanismus wird nach einer bestinraten Funktion - die unterschiedlich je nach dem konstruktiven Aufbau des Wiegemechanismus ist - von der Belastung abhängen, im einfachsten Fall der Belastung direkt proportional sein. Welcher Meßwert tatsächlich angezeigt wird, hängt aber nicht nur von der Belastung selbst ab, sondern auch von der jeweils gewählten Einstellung der Kopplungseinrichtung. Soll beispielsweise die absolute Menge an Kohlehydraten bestimmt werden, die in einer beliebigen Menge Kartoffeln enthalten ist, so wird die Kopplungseinrichtung auf den Wert "20 %" gesetzt entsprechend dem bekannten prozentualen Anteil an Kohlehydraten bei Kartoffeln. Die Anordnung ist dann so getroffen, daß der Anzeigemechanismus einen Wert anzeigt, der einem Fünftel des gesamten Ausschlages des Wiegemechanismus entspricht. Für Zucker dagegen wird die Kopplungseinrichtung auf "ICX) %" gesetzt, und der Ausschlag des Wiegemechanismus wird vollständig auf den Anzeigemechanismus übertragen. Dieselbe Gewichtsmenge Kartoffeln und Zucker ergibt also unterschiedliche angezeigte Werte, und zwar in dem gewählten Beispiel entsprechend dem Gehalt an Kohlehydraten. Mittels der Kopplungseinrichtung wird mithin der Meßbereich verändert.

Der Kopplungseinrichtung ist zweckmäßig eine Skala zugeordqnt, auf der ihre jeweils gewählte Stellung ablesbar ist. Den einzelnen Skalenwerten sind dann entweder Prozentangaben zugeordnet oder direkt, für den Fall er Bestimmung der Kohlehydratmenge oder der Kalorien von Nahrungsmitteln, die Bezeichnungen der entsprechenden Nahrungsmittel selbst. Es ver-

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steht sich, daß für Kohlehydrate eine andere Skala zu wählen ist als beispielsweise für Eiweiß oder Fett. Wenn das Meßgerät gemäß der Erfindung für die Ermittlung der Anteilstoffe von Nahrungsmitteln eingesetzt werden soll, sind demgemäß dem Verstellorgan verschiedene Skalen zuzuordnen.

Eine bevorzugte konstruktive Gestaltung des Gerätes gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegemechanismus einen Wiegehebel umfaßt mit einem im unbelasteten Zustand senkrecht stehenden Wiegehebelarm, der unter Belastung verschwenkbar ist, daß der Anzeigemechanismus einen federbelasteten senkrecht stehenden übertragungshebelarm umfaßt, und daß die Kopplungseinrichtung einen waagerecht beweglich geführten, an dem Wiegehebelarm und dem übertragungshebelarm anliegenden Taststift umfaßt, der irvSenkrechter Richtung mittels eines Verstellorgans in wählbare Einstellagen versetzbar ist. In diesem Fall ist die Auslenkung des Wiegemechanismus gegeben durch den Winkel, um den der Wiegehebelarm verschwenkt-wird, während auf den Anzeigemechanismus eine Bewegung übertragen wird, die dem Bogen (innerhalb zulässiger Fehlergrenzen) dieses Winkels proportional ist. Je nach dem Abstand des Taststiftes vom Drehpunkt des Hebels wird bei gleicher Belastung ein mehr oder weniger großer Meßwert angezeigt. Dank der Tatsache, daß der Wiegehebelarm und der übertragungshebelarm im unbelasteten Zustand des Gerätes exakt parallel - nämlich beide senkrecht verlaufen, bleibt bei der Verstellung des Verstellorgans die NuIlage des Anzeigemechanismus erhalten, so daß hier keine Korrektur erforderlich ist, wenn die Kopplungseinrichtung versetzt wird.

Die Feder, die das Meßorgan bildet, ist vorzugsweise eine Schraubenfeder, da diese sehr gut reproduzierbar ist und leicht einzustellen ist. Es kommen jedoch auch andere Typen von Federn

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infrage, beispielsweise eine Blattfeder, die der Schraubenfeder gegenüber den Vorzug der preisgünstigeren Herstellung und einfacheren Einstellbarkeit aufweist. Das erfindungsgemäße Meßgerät läßt sich konstruktiv in verschiedenster Weise gestalten. Eine besonders einfache, zuverlässige und kostengünstige Ausführungsform ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen zwei senkr^ht stehenden und parallel verlaufenden Stützplatten der Wiegehebel in Form eines aufrechtstehenden rechtwinklig gebogenen Blechstreifens, dessen einer als Hebelarm dienender Schenkel senkrecht zu den Stützplatten und dessen anderer Schenkel parallel zu diesem verläuft, schwenkbar um eine waagerechte Achse gelagert ist, wobei an dem oberen Ende des senkrechten Hebelarms die Schraubenfeder angreift und das freie Ende des parallel verlaufenden Schenkels als Träger für die Pfanne oder Stützschneide einer die Belastung aufnehmende Lastsäule ausgebildet ist, und daß dem senkrechten Hebelarm in der benachbarten Stützplatte das in einem senkrecht verlaufenden Schlitz verschiebliche Verstellorgan mit dem in einer ü-förmigen Lasche waagerecht gleitbeweglichen Taststift zugeordnet ist, gegen den der doppelarmigji ausgebildete Übertragungshebelarm mit einem über die ganze .Verschiebelänge reichenden senkrecht verlaufenden Anschlagsteg durch Federkraft in der Weise einwirkt, daß der Stift jeden gewichtsbedingten Änderungen in der Schrägstellung des senkrchten Wiegehebelarms folgt, wobei sich die jeweilige Weite des Gleitweges des Stiftes und damit des Zeigerausschlages nach der Einstellage des Verstellorgans richtet.

Es ist zweckmäßig, eine Kalibriervorrichtung mit einem Standardgewicht vorzusehen, beispielsweise mit einem Gewicht von 100 g. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Meßgerät gemäß der Erfindung für die Bestimmung des Absolutanteils von bestimmten Stoffen in Nahrungsmitteln vorgesehen ist, v/eil der Relativanteil in der Regel auf 100 g des Nahrungsmittels bezogen wird. Das Meßgerät wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung deshalb zweckmäßig so ausgebildet, daß an der einen Stützplatte ein mittels einer Exzenteranordnung heb- und senkbares Kalibriergewicht_/

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beispielsweise ein Gewicht, das der Belastung von 100 g entspricht, angeordnet ist, das im abgesenkten Zustand auf einem Ansatz am freien Ende des zu den Stützplatten parallel verlaufenden Schenkels aufsitzt.

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Auf diese Weise läßt sich der Anzeigemechanismus kalibrieren.

Damit der Taststift sowohl an dem Übertragungshebelarm als auch an dem Wiegehebelarm ständig anliegt, unterliegt der Übertragungshebelarm einer Federvorspannung, die jedoch selbstverständlich vernachlässigbar klein ist gegenüber der Rückstellkraft der Meßgliedfeder. Darüber hinaus findet diese Federkraft auch Berücksichtigung bei der Kalibrierung. Damit keine Rückwirkung auf den Wiegehebel bei der Korrektur der Nullstellung des Anzeigemechanismus erfolgt, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß der Anzeigemechanisiaus einen Zeiger über einer Skia umfaßt, der mittels einer Gelenkanordnung mit einem Zahnsegment, das mit einem Ritzel auf der Zeigerwelle kämmt, mit dem Übertragungshebelarm gekoppelt ist, und dasf für die Federbelastung eine auf der Zeigerwelle abgestützte Spiralfeder vorgesehen ist. Die Gelenkanordnung kann dabei so ausgebildet v/erden, daß überhaupt keine oder nur eine geringfügige Kraft bei Verstellung des Zeigers auf den Übertragungshebelarm wirksam wird.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden, die ein Ausführungsbeispiel des Geräts darstellt.

Fig. 1 zeigt das Gerät gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 2 stellt das Meßwerk des Geräts nach Fig. 1 halbschematisch dar.

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Das Gerät umfaßt ein Gehäuse Io, in dem das Meßwerk nach Fig. 2 untergebracht ist; das Meßgut wird in einer Schale 12 aufgenommen.

Die Belastung der Schale 12 wird auf eine Lastsäule 14 übertragen, die in Fig. 2 deutlicher zu erkennen ist.

Das Meßwerk ist,wie bei derartigen Geräten häufig^ üblich, zwischen zwei Stützplatten aufgebaut, von denen in Fig. 2 nur die eine Platte 16 erkennbar ist, während die andere J

Platte der übersichtlichen Darstellung wegen fortgelassen wurde. Zwischen den Platten sind ein Führungsarm 18 sowie der eigentliche Wiegehebel 2o schwenkbar gelagert; in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Führungsarm 18 bei 22 und 24 in Spitzenlagern schwenkbar, während der Wiegehebel 2o nahe den unteren Rändern der Stützplatten ebenfalls in Spitzenlagern 26, 28 schwenkbar ist.

Die Lastsäule 14 ist bei 32 mit dem Führungsarm gelenkig verbunden, während der waagerechte Hebelarm 42 des Wiegehebels 2o an seinem freien Ende eine Pfanne oder Schneide 3o aufweist, auf der die Säule 14 aufsitzt. Nahe dem oberen Ende des senkrecht hochstehenden Hebelarms 4o des Wiegehebels greift eine Schraubenfeder 34 an, die die Rückstellkraft für den Wiegehebel 2o liefert. Es versteht sich, daß die Schraubenfeder auch durch eine Blattfeder oder eine Torsionsfeder ersetzt werden kann. Für die Einstellung der Federvorspannung ist eine, durch eine öffnung 38 des Gehäuses Io zugängliche Einstelleinrichtung 36 vorgesehen.

Man erkennt, daß die Winkelauslenkung des Wiegehebels mit hinreichender Genauigkeit proportional der Belastung der Schale 12 sein wird.

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Der Wiegehebel ist mittels eines sowohl zu dem senkrecht hochstehenden Hebelarm 4o als auch zu dem im wesentlichen waagerecht verlaufenden Hebelarm 42 rechtwinklig verlaufenden Plattenteils 43 versteift. Das Plattenteil 43 verläuft parallel zu der Stützplatte 16 und wie man in Fig. 2 erkennt, ist der gesamte Wiegehebel 2o ein Blechwinkel, bestehend aus den Teilen 4o, und 43, die in die Form des Wiegehebels gebogen sind.

Für die Anzeige der Auslenkung des Wiegehebels2o ist ein Zeiger 44 vorgesehen, dem eine Skala 46 zugeordnet ist.

P Die Übertragung von dem Wiegehebel 2o auf den Zeiger 44 erfolgt über einen Taststift 48, der gleitverschieblich in einem als Schieber ausgebildeten Verstellorgan gelagert ist, derart, daß in erster Näherung die Verschiebung des Taststifes 48 gleich dem Bogen der Schwenkbewegung des Wiegehebels 2o ist. Der Schieber 5o umfaßt eine etwa ü-förmige Lasche, in deren Schenkeln Bohrungen für die Aufnahme des Taststifles 48 vorgesehen sind und ferner Führungsnuten, mit denen der Schieber 5o in einem Führungsschlitz sitzt, welcher in der (nicht dargestellten) vorderen Stützplatte eingebracht ist, die mit der Stützplatte 16 zusammen den Meßwerkrahmen bildet. An einem Zapfen 52 des Schiebers 5o ist ein Betätigungsknopf 54 befestigt, mittels

t dem der Schieber 5o parallel zum senkrechten Hebelarm 4o des Wiegehebels vertikal auf- und abgeschoben werden kann. Der Betätigungsknopf 54 trägt einen oder mehrere Zeiger, denen eine Skala 76 (siehe Fig. 1) auf dem Gehäuse Io zugeordnet ist.

Der Taststift 48 liegt ständig mit geringer Vorspannung an dem senkrechten Hebelarm 4o des Wiegehebels 2o an. Dies geschieht dadurch, daß an dem dem Wiegehebel abgewandten Ende des Taststiftes 48 ein übertragungshebelarm anliegt, der auf einer Vertikalachse mittels Spitzenlagern schwenkbar ist; in der

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Zeichnung ist nur das obere Lager >f 56 erkennbar. Der Übertragungshebelarm 54 v/eist einen Anschlagsteg 58 auf, der sich bei unbelasteter Schale 12 exakt parallel zum senkrechten Hebelarm 4o des Wiegehebels erstreckt.

Der übertragungshebel 54 ist zweiarmig ausgebildet. An seinem freien Ende 6o ist ein Lenker 62 angelenkt zur übertragung der Schwenkbewegung auf ein Zahnsegmentglied 64, das mit einem auf der Welle 45 des Zeigers 44 festgekeilten Ritzel 66 kämmt. Auf die Zeigerwelle 45 wirkt ferner eine Spiralfeder | 68/ deren Vorspannung über die beschriebene Gelenkanordnung auf den Hebel 54 übertragen wird und den Taststift 48 in Anlage an den Wiegehebel hält. Die Vorspannung der"Feder 68 wird bei der Einstellung der Feder 34 berücksichtigt. Die Zeigerwelle 45 mit dem Ritzel 66 ist einem Einstellrahmen gelagert, in dem auch das Zahnsegmentglied 64 mittels einer Welle 72 gelagert ist und der als Ganzes auf einem Rändelknopf 74 befestigt ist. Dieser ist um eineji mit der Zeigerwelle 45 fluchtende Achse drehbar, und zu diesem Zweck von der Rückseite des Gehäuses Io aus zugänglich. Auf diese Weise läßt sich die Nullstellung des Zeigers 44 korrigieren, ohne daß die auf dem Taststift 48 einwirkenden Kräfte merkbar verändert werden. Gegebenenfalls kann der Rändelknopf 74 auch durch ein mit einer Einstellschnecke kämmendes I Schneckenrad ersetzt werden, da sich mit einer Schnecke eine Selbstarretierung ergibt.

Man erkennt, daß der Ausschlag des Zeigers 44 mit einiger Genauigkeit proportional der Belastung der Schale 12 sein wird, daß jedoch der Proportionalitätsfaktor abhängt von der Stellung des Schiebers 5o, d.h. daß der Meßbereich durch Verschieben des Schiebers 5o mittels des Knopfes 54 einstellbar ist. Die Skala 76 kann mithin in Meßbereichen geteilt werden, wie oben erläutert wurde.

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Für die Kalibrierung des Gerätes ist ein Kalibriergewicht 78 vorgesehen, das sich auf einen Lappen 80 des Wiegehebels 2o absenken läßt. Zu diesem Zweck ist in der nicht dargestellten Stützplatte des Rahmens ein Hebemechanismus vertikalverschieblich angeordnet, bestehend aus einem mit einem Führungslangloch 81 versehenen Blechwinkel 82 mit einem Ausschnitt 84, in dem eine Exzenterscheibe 86 sitzt. Auf der Welle der Exzenterscheibe sitzt ein Betätigungsknopf 88, mittels dem der Blechwinkel 82 anheb- und absenkbar ist. Ein Schlitz des Blechwinkels 82 umgreift den Hals des Gewichtes 78, das beim Aufsetzen auf den Lappen 80 mittels (nicht dargestellter) Mittel zentriert wird.

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Claims

Patentansprüche

Γΐ) Meßgerät zur Bestimmung von Gewichten mit einer Feder als Meßorgan, gekennzeichnet durch einen bei Belastung gegen die Kraft der Meßorganfeder (34) auslenkbaren Wiegemechanismus (14, 18, 2o, 34) durch einen Anzeigemechanismus (44, 62, 64, 66) für einen Bruchteil des Wiegemechanismus-Ausschlages, und durch eine Kopplungseinrichtung (4o, 48, 58), die für die Festlegung des jeweiligen Bruchteils einstellbar ist und den Wiegemechanismus mit dem Anzeigemechanismus bewegungsschlüssig koppelt.
2) Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der * Wiegemechanismus einen Wiegehebel (2o) umfaßt mit einem im unbelasteten Zustand senkrecht stehenden Wiegehebelärm, der unter Belastung verschwenkbar ist, daß der Anzeigemechanismus einen federbelasteten senkrecht stehenden Übertragungshebelarm (54) umfaßt, und daß die Kopplungseinrichtung einen waagerecht beweglich geführten, an dem Wiegehebelarm und dem Übertragungshebelarm anliegenden Taststiff (48) umfaßt, der in senkrechter Richtung mittels eines Verstellorgans (5o) in wählbare Einstelllagen versetzbar ist.
3) Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßorganfeder eine Schraubenfeder (34) ist.
4) Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßorganfeder eine Blattfeder ist.
5) Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum zwischen zwei senkrecht stehenden und parallel verlaufenden Stützplatten (16) der Wiegehebel (2o) in Form eines aufrechtstehenden rechtwinklig gebogenen Blechstreifens, dessen einer als Hebelarm dienender Schenkel (4o) senkrecht zu den Stützplatten und dessen anderer Schenkel (43)

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parallel zu diesen verläuft, schwenkbar um eine waagerechte Achse (26, 28) gelagert ist, wobei an dem oberen Ende des senkrechten Hebelarms (4o) die Schraubenfeder (34) angreift und das freie Ende des parallel verlaufenden Schenkels (43) als Träger für die Pfanne oder Stützschneide (3o) einer die Belastung aufnehmende Lastsäule (14) ausgebildet ist, und daß dem senkrechten Hebelarm (4o) in der benachbarten Stützplatte das in einem senkrecht verlaufenden Schlitz verschiebliche Verstellorgan (5o) mit dem in einer U-förmigen Lasche waagerecht gleitbeweglichen Taststift (48) zugeordnet ist, gegen den der doppelarmig ausgebildete Übertragungshebelarm (54) mit einem über die ganze Verschiebelänge reichenden senkrecht verlaufenden Anschlagsteg (58) durch Federkraft in der Weise einwirkt, daß der Stift (48) jeden gewichtsbedingten Änderungen in der Schrägstellung des senkrechten Wiegehebelarms (4o) folgt, wobei sich die jeweilige Weite des Gleitweges des Stiftes (48) und damit des Zeigerausschlages nach der Einstellage des Verstellorgans (5o) richtet.
6) Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daft an der einen Stützplatte ein mittels einer Exzenteranordnung (81 bis 86) heb- und senkbares Kalibriergewicht (78) angeordnet ist, das im abgesenkten Zustand auf einem Ansatz (8o) am freien Ende des zu den Stützplatten parallel verlaufenden Schenkels

(43) aufsitzt.
7) Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigemechanismus einen Zeiger (44) über einer Skaleu (46) umfaßt, der mittels einer Gelenkanordnung (6o, 62, 64) mit einem Zahnsegment, das mit einem Ritzel (66) auf der Zeigerwelle (45) kämmt, mit dem Übertragungshebelarm (54) gekoppelt ist, und daß für die Federbelastung eine auf der Zeigerwelle (45) abgestützte Spiralfeder. (68) vorgesehen ist. '

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