DE2329242A1 - Kreiszeigerwaage - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dipping. LUDEWIG - DiPL-PHYS. BUSE . DiPL-PHYS.MENTZEL

515 Kennwort; "umschlungener Konus Mo. 194"

Maatschappij van Berkel's Patent U.V. Rotterdam/Niederlande

Kreiszeigerwaage

Die Erfindung bezieht sich auf eine KreisZeigerwaage mit einem drehbar gelagerten Rotationskörper, der eine mitdrehbare Anzeigemarke aufweist und mit einem flexiblen, den Umfang des Rotationskörpers in einer Querschnittszone umwindenden Zugglied, welches unter der Spannung der wirkenden Last steht.

Bei einer solchen KreisZeigerwaage (DT-PS 42 226) verwendet man einen zylindrischen Rotationskörper, der axial unverschieblich über beidendig angeordnete Schneidlagerungen im Gehäuse der Uaage angeordnet ist und von einem flexiblen Band umschlungen ist, an dessen einem Ende das Belastungsgewicht und an dessen anderem Ende ein Ausgleichsgewicht angreift. Dieser Rotationskörper ist mit einem ein Gegengewicht tragenden Hebelarm ausgerüstet und die entsprechend dem jeweiligen Belastungsgewicht sich einstellende Drehlage des Rotationskörpers wird auf einen als Anzeigemarke dienenden Zeiger übertragen, wodurch das ermittelte Gewicht an einer Skala ablesbar ist. Eine einwandfreie Einjustierung der Gewichtsanzeige ist problematisch, denn durch unsachgemäße Benutzung der Waage und Verschleiß ergeben sich, selbst wenn die Waage ursprünglich einwandfrei eingestellt worden war, Fehler in der Anzeige, die sich nicht immer be-

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friedigend beheben lassen.

Besondere Probleme bei der Justierung von VJaagen ergeben sich, wenn zur Gewichtsermittlung Meßfedern verwendet v/erden. Justierungen-derartiger Federwaagen erfolgen durch Beeinflussung der Federkonstanz der Meßfeder, was üblicherweise mittels eines veränderlich anbringbaren Klemmstücks an der Meßfeder durch Änderung der wirksamen Anzahl der Windungen der Meßfeder erzielt wird. Derartige Justiereinrichtungen haben den Nachteil, daß durch Hysteresisfehler die Einstellung schwierig ist und sich nach einigem Gebrauch der !!aage wieder üngenauigkeiten in der Meßanzeige einstellen, die erneut eine Abänderung der Windungslänge der Feder in mühsamer Weise fordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Waage der eingangs genannten Art zu entwickeln, die sich durch eine leichte und präzise Einjustierung ihrer Heßwertanzeige auszeichnet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Rotationskörper in axialer Richtung Querschnittszonen mit zueinander unterschiedlicher Umfangsweite aufweist, die sich bei axialem Fortschreiten gleichsinnig verändern, und der Rotationskörper bezüglich der ümwindungszone des Zuggliedes axial verstellbar ist.

Verändert man die Lage der Ümwindungszone des Zuggliedes auf den Rotationskörper, so gelangt man zu einer Zone des Rotationskörpers, die ein Querschnittsprofil mit einer davon abweichende-m Umfangsweite aufweist. Entsprechend dieser Änderung des Umfangs ergibt sich gegenüber der vorhergehenden

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Lage der Umwindungszone ein anderes Übersetzungsverhätlnis zwischen der mit Drehung des Rotationskörpers mitbeweglichen \nzeigeinarke einerseits und dem Bewegungsweg des Zuggliedes. Gelangt z.P. das Zugglied durch diese Axialverstellung bezüglich des Rotationskörpers, in einen Querschnitt nit größerer Hmfangsweite, so wird bei einem vorxjebenen Oreiv/inkel des Rotationskörpers ein größeres Teilstück des Zuggliedes transportiert. Ist nun beispielsweise nit dem Zugglied eine "eßfeder verbunden, so wird diese um ein größeres Stück in dieser neuen Lage gelängt. Dieser größere Ausschubweg der Meßfeder in dieser neuen Relativlage ihres Zuggliedes am Rotationskörper bringt somit bezüglich der vorgegebenen Drehung des Rotationskörpers und damit der entsprechenden Lage der Anzeigemarke der Waage ein der Zunahme der Federstreckung entsprechende Gewichtszunahme, ohne daß es erforderlich ware, wie sonst bei Feder- -./aa'jon üblich, die Federeigenschaften der Meßfeder zu Veranden* und! Cleironstücke für den Angriff des Zuggliedes zwecks "änderung der anzahl der wirksamen Federwindungen zu verstellen. liei der Erfindung genügt es am Rotationskörper lediglich das Zugglied durch eine Axialverschiebung in eine Umwindungszone zu legen, welche die gewünschte andere Umfangsweite in ihrem sich axial veränderlichen Ouerschnittsprofil des Rotationskörpers aufweist.

Obwohl es für die !Eindeutigkeit der jeweiligen Umfangsweite, an welcher die Umwindungszone des Zuggliedes liegt, günstig wäre, die unterschiedlichen Umfangsweiten des Rotationskörpers durch stufenweise zylindrische Ausbildung der einzelnen Lcngsabschnifete zu besorgen, die wahlweise zur Umwindung des Zuggliedes dienlich sein können, empfiehlt es sich zwecks einer stufeivlosen Einjustierung der Waage, die Umfangsweite aufeinanderfolgender Querschnitte sich kontinuierlich

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verändern zu lassen., so daß praktisch jeder Zwischenwert in einer ausreichend breiten Skala des Übersetzungsverhältnisses wahlweise eingestellt werden kann. Die Längsprofilierung des Rotationskörpers wird man so vornehmen, daß in einem gewünschten Bereich eine möglichst genaue Einstellung des Übersetzungsverhältnisses möglich ist, was man dadurch besorgt, daß in diesem Bereich der Rotationskörper in axialer Richtung sich nur langsam in seiner ümfangsweite verändert. Herstellungsmäßig einfacher ist es aber die Umfangsfläche des Rotationskörpers konisch auszubilden, womit über den ganzen Bereich die Umfangsweite in axialer Richtung gleichförmig zunimmt. Hierdurch ergibt sich im gesamten Bereich eine gleich genau auszuführende Einjustierbarkeit.

An sich genügt es, z.B. durch Anordnung von oberflächlichen Aufrauhungen am Rotationskörper und/oder Zugglied für eine einwandfreie, gleitlose Verbindung zwischen Rotationskörper und Zugglied zu sorgen, doch, um mit Sicherheit eine unerwünschte selbsttätige Verstellung der Umwindungszone des Zuggliedes im Sinne kleinerer Umfangsweiten auszuschließen, empfiehlt es sich die Umfangsfläche des Rotationskörpers mit einem nutenartig eingeschnittenen Gewindegang zu versehen, dessen Nutenprofil zur Aufnahme des Zuggliedes dient und daher seiner Querschnittsdicke angepaßt ist. Als Zugglied wird man einfach ein zugfestes Seil verwenden, das ohne weiteres ein Rundprofil aufweisen kann.

Damit die vom Rotationskörper abgehenden gestreckt weiterlaufenden Anschlußstücke des flexiblen Zuggliedes keine

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Knickung aufweisen, empfiehlt es sich, die durch diese weiterlaufenden Anschlußstück bestimmte Normale einen Neigungswinkel zur Achsrichtung des Rotationskörpers einnehmen zu lassen, welcher etwa gleich ist dem Steigungswinkel der um die ümfangsfläche des Rotationskörpers gewendelten Zugglied-Teilstücks. Hierdurch verlaufen die weitergehenden Anschlußstücke des Zuggliedes in tangentialer Richtung zum um den Rotationskörper gewendelten Zugglied-Teilstück weiter. Dies bringt einen schonenen, ruhigen Verlauf. Durch die vorgesehene Axialverstellung des Rotationskörpers ändern sich bei diesem Neigungswinkel die Verhältnisse nicht.

Vorteilhaft 1st es die vorbeschriebene Gestaltung als Tariereinrichtung in einer Waage zu verwenden. Die Einstellung der Tariereinrichtung erfolgt einfach über eine Gewindespindel, an welcher über eine Spindelmutter das eine Ende des zu dem ümfangsveränderlichen Rotationskörper führenden Zuggliedes angebracht ist.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 die schematische Seiten-und Vorderansicht einer erfindungsgemäfien Waage, wo aber nur das Bauprinzip schematisch angedeutet ist,

Fig. 3 in schematischer Darstellung die Anwendung der Erfindung bei einer mit einer Tariereinrichtung versehenen anderen Waage,

Fig. 4 und 5 die Draufsicht und Seitenansicht auf die

konkrete Verwirklichung eines Bauteils der Waage von Fig. 3.

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In Fig. T und 2 ist das Schema einer Federwaage verdeutlicht, deren Gewichtsbestimmung über eine auf Zug v/irksame Meßfeder 10 erfolgt. Das eine Ende der Feder ist an einer Befestigungsstelle 11 im Gehäuse der Waage festgelegt, während das andere Ende der Feder 10 als Zugglied einen kräftigen Draht 12 trägt, an dessen Ende im Sinne des eingezeichneten Pfeiles P die in ihrem Gewicht zu bestimmende Last 13 wirksam ist, was im vorliegenden Fall schematisch durch Andeutung einer am Zugglied 12 angebrachten Aufnahmeschale 14 verdeutlicht wurde.

Das Zugglied 12 verläuft aber nicht in gestrecktem Zustand zwischen der Aufnahmeschale 14 und der Meßfeder 10, sondern umwindet auf seinem Wege einfach oder mehrfach einen vorgebenen Querschnitt 16 eines RotationsZylinders 15. Der Rotationszylinder 15 ist im vorliegenden Fall konisch · gestaltet, so daß seine Umfangsweite von einem Minimalwert xu einem Maximalwert 18 gleichförmig in axialer Richtung 19 zunimmt, die in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnet ist.

Der Rotationskörper''15 ist mit seiner in axialer Richtung 19 verlaufenden Welle 20 in am Gehäuse der Waage angebrachten Lagern 21 angeordnet, welche ein mit einer Gleitführung 22 für die Welle 20 ausgerüstetes Einsatzteil 23 tragen. Durch diese Gleitführung 22 im Lager 21 läßt sich die Welle im Sinne des eingezeichneten Pfeils 24 axial verstellen, so daß die oben erwähnte ümwindungszone 16 des Drahtes 12 wahlweise in verschiedenen Umfangebereichen des Rotationskörpers 15 angeordnet werden kann.

Am einen Ende der Welle 20 ist durch Schraubverbindung od. dgl. ein Zeiger 25 mitdrehbar angebracht,welcher entsprechend der

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jeweiligen Drehstellung des RotationsZylinders 15 vor einer nicht näher gezeigten Skala gleitet und auf diese Weise das Ausmaß der Streckung der Meßfeder 10 und damit das von der Last 13 ausgeübte zugehörige Gewicht P angibt. Durch Veränderung der Lage der Umwindungszone 16 in axialer Richtung auf dem Rotationszylinder 15 ergibt sich eine dementsprechend abweichende Umfangsweite, womit das übersetzungsverhältnis zwischen dem Federweg der Meßfeder 10 und dem Gang des Zeigers 25 wahlweise verändert wird.

Bezüglich der Strecklage des Drahtes 12 nimmt die Achse 19 des Rotationskörpers 15 keine Horizontallage ein, sondern weist eine in bestimmter Richtung weisende Winkelabweichung a auf. Zur präziseren Lage wird man die Umfangsflache des RotationsZylinders 15 mit einer Gewindenut versehen, die aus Gründen der Deutlichkeit nicht näher gezeigt ist, die aber zur Aufnahme des Drahtes 19 in seiner Windung an der Umwindungszone 16 dienlich ist, wie aus dem Verlauf des Drahtes in der Zone 16 von Fig 1. angedeutet wurde, wo der Draht mit einem näher aus Fig. 2 ersichtlichen Teilstück 2β_/ hier mit einer einzigen Wendelung um den Rotationskörper 15 herumläuft. Im Anschluß an dieses gewendelte Teilstück 26 schließen sich, wie Fig. 2 zeigt, gestreckt weiterlaufende Anschlußstücke 27, 28 des Drahtes an. In Fig. ist eine Normalebene 29 angedeutet. Die Achse 19 des Rotationskörpers 15 schließt nun mit dieser Normalebene 29, die also hler horizontal verläuft, einen Winkel a ein. Der gleiche Winkel erscheint aber auch im Bereich der Wendelung an der Umwindungszone 16 des dort befindlichen Drahtteilstücks 26. In Fig. 1 ist gestrichelt einerseits die Tangentialebene 30 eingezeichnet bezüglich des Anfangspunktes 31 der Berührung zwischen Draht 12 und Ro-

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strichpunktiert tationskörper 15. Weiterhin ist in Fig. 1 g eine Radialebene 32 durch den Rotationskörper 15 angedeutet. Der oben erwähnte Neigungswinkel zwischen der Normalebene und der Körperachse 19 ist etwa gleich demjenigen ausgebildet, der zwischen der Tangentialebene 30 und der Radialebene eingeschlossen ist, weshalb an dieser Stelle in Fig. 1 ebenfalls der Winkel a eingezeichnet werden konnte. Das hat zur Folge, daß nicht nur am Anfangspunkt 31 der Berührung zwischen Draht 12 und Körper 15, sondern auch am Endpunkt 33 zwischen Draht 12 und Körper 15 ein tangentialer Weiterverlauf der vorerwähnten Anschlußstücke 27, 28 des Drahtes 12 ergibt, welcher einerseits zu der Meßfeder 10 und andrerseits zu der Aufnahmeschale 14 führen. Behält man die Ganghöhe bei, so ändern sich die Verhältnisse auch dann nicht, wenn die Welle 22 im Sinne des eingezeichneten Pfeils von Fig. 1 axial verstellt wird.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine mit einer Tariereinrichtung 34 versehene Industriewaage gezeigt, wo das vorbeschriebene Bauprinzip in dieser Tariereinrichtung angewendet ist.

Die Baueinheit zur Gewichtsbestimmung besteht aus einem an sich bekannten Doppelpendelmechanismus 40, wo die beiden mit Pendelgewichten 38 versehenen Hebelarme 35 an Kurvenscheiben 39 sitzen, die über Stahlbänder 36 aufgehängt sind und über weitere Kurvenscheiben andere Stahlbänder 37 tragen, die mit einer Zugstange 41 verbunden sind, an welcher das von der zu wiegenden Last, die nicht näher gezeigt ist, wirksame Gewicht P wirksam ist, das als Pfeil in Fig. 3 eingezeichnet wurde. Die Vertikalbewegung der Zugstange 41 wird über eine Gewindestange 42 auf ein Ritzel 43 übertragen, welches mit einem Zeiger 44 verbunden ist, von welchem aus Gründen der Deutlichkeit lediglich die Spitze zu erkennen ist, welche vor einer fest mit dem Gehäuse ver-

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bundenen Skala 45 beweglich ist.

Wie bereits erwähnt wurde, ist die Tariereinrichtung 34 in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Viel se gestaltet, so daß zur Bezeichnung gleicher Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden und insoweit eine erneute Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise dieser Bauteile entbehrlich ist. Das eine Ende der Zugfeder IO ist über eine Befestigung 46 mit der Zugstange verbunden. Das über den bereits beschriebenen Rotationskörper 15 laufende, drahtartige Zugglied 12, welches einendig an dieser Meßfeder 10 angreift, 1st an einem Einstellglied 50 der Tariereinrichtung 34 befestigt, wozu für eine günstige Anordnung Umlenkrollen, die beispielsweise in Fig. 3 gezeichnet sind, dienlich sein können.

Aus Fig. 3 ist der prinzipielle Aufbau des Einstellgliedes deutlich zu erkennen, der in Fig. 4 und 5 im Detail bei einer günstigen Ausbildung im Zusammenhang mit weiteren Bauteilen der Tariereinrichtung 34 gezeigt ist. Das Einstellglied 50 besteht aus einer Gewindespindel 51, auf welcher eine Spindelmutter 52 verschraubbar ist. Die Gewindespindel ist fest am Gehäuse gelagert und trägt am einen Ende einen Handgriff 53 zur Betätigung. Durch Drehen des Handgriffs 53 wird die Lage der Spindelmutter 52 verändert, weshalb eine entsprechend Zugkraft auf die Meßfeder 10 ausgeübt wird. Diese ist im Sinne des eingezeichneten Pfeils T von Fig. 3 wirksam und subtrahiert damit bestimmungsgemäß das über den Handgriff 53 eingestellte Taragewicht von der wirksamen Last P, die im entgegengesetzten Sinne auf

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die Zugstange 41 wirksam ist. Die getroffene Einstellung läßt sich anhand einer vor dem Zeiger 25 des Rotationskörpers 15 befindlichen Skala ablesen.

Der vorbeschriebene Aufbau der das Einstellglied 50 umfassenden Tariereinrichtung 34 ist auch aus der konkreten Ausführung in Fig. 4 und 5 zu entnehmen. Die Gewindespindel 51 ist In hochgebogenen Lappen 54, 55 eines aus Blech geformten Lagergestells 56 drehbar befestigt, welches bei 57 an dem Gehäuse der Waage angebracht ist. Das Lagergestell bildet zugleich eine Gleitfläche 59 für die eine abgeflachte Seite der Spindelmutter 52, so daß sich diese bei Drehung der Gewindespindel 51 mittels des Handgriffes 53 nicht mitdrehen kann. Das eine Ende des Drahtes 12 ist bei 57 an der Mutter 52 festgeschraubt. Das Lagergestell 56 hat das Profil einer Konsole.

Am vorderen Lappen 55 sind zwei Abwinkelungen 47 vorgesehen, die Durchbrüche für die Welle 20 tragen, die zur Lagerung eines in ihrem wirksamen Teilstück ebenfalls konisch gestalteten Rotationskörpers 15 dienlich ist. Im vorliegenden Falle ist mit der Welle 20 eine mitdrehbare Skala 48 verbunden, die aus Gründen der Deutlichkeit der Darstellung in Fig. 5 durch die strichpunktiert in Fig. 4 eingezeichnete Schnittführung bei V-V unsichtbar ist, und daher dort zur Verdeutlichung nur strichpunktiert eingezeichnet ist. Die Skala 48 trägt Gewichtsmarken, welche bestimmte Werte des Taragewichts symbolisieren. Neben der Skala 48 befindet sich eine nicht näher gezeigte Marke, an welcher die Skala abzulesen ist. Der Draht ist in der bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise einmal um den Rotations-

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körper 15 herumgewunden, bevor der Draht 12 Im vorliegenden Falle, wie die Seitenansicht von Fig. 5 zeigt, rechtwinklig nach abwärts weitergeführt ist, wo an seinem Ende 49 die hier nicht näher gezeigte Meßfeder der Fig. 3 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall übernimmt somit der Zylinder zugleich die Funktion einer Umlenkung des Drahtes.

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Claims (7)

1. DiPL-ING. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE . dipl.-phys. MENTZEL

   Kennwort: "umschlungener Konus Ko. 194"

   Jt

   Ansprüche :

   Kreiszeigerwaage mit einen drehbar gelagerten Rotationskörper, der eine mitdrehbare Anzeigernarke aufweist, und mit einem flexiblen, den Umfang des Rotationskörpers in einer Querschnittszone umwindenden Zugglied, welches unter der Spannung der wirkenden Last steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (15) in Axialrichtung (19) Querschnittsprofile mit zueinander unterschiedlicher Umfangsweite (17; 18) aufweist, die sich bei axialem Fortschreiten gleichsinnig verändern, und der Rotationskörper (15) bezüglich der Umwindungszone (16) des Zuggliedes (12) axial verstellbar ist.
2. 2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsweite (17;18) der Querschnitte sich beim axialen Fortschreiten stufenlos verändert.
3. 3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflache des Rotationskörpers (15) kegelmantelförmig ausgebildet ist.
4. 4. Waage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflache des Rotationskörpers (15) einen nutenartig eingeschnittenen Gewindegang aufweist, dessen Nutenprofil zur Aufnahme des aus einem zugfesten Seil (12) gebildeten, flexiblen Zuggliedes dient.

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5. 5. vJaage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zugglied (12) eine Meßfeder (10) vorgeschaltet ist.
6. 6. Waage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsrichtung des Rotationskörpers <15) gegenüber derjenigen Normalebene X29) v/elche bezüglich der vom Rotationskörper (15) abgehenden, gestreckt veiterlaufenden Anschlußstücke (27;28) des flexiblen Zuggliedes (12) sich ergibt, einen Neigungswinkel (a) aufweist, der etwa gleich ist dem Steigungswinkel (a) der um die ümfangsfläche des Rotationskörpers (15) gewendelten Zugglied-Teilstücks (26).
7. 7. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer zum Taraausgleich einstellbaren Tariereinrichtung, umfassend ein mit vorgeschalteten Federn versehenes Zugglied, welches mit dem Meßwerk der Waage verbunden ist, wobei das eine festgehaltene Ende des Zuggliedes zur Vorspannungsänderung der Feder ortsveränderlich festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied als flexibler Draht (12) ausgebildet ist und den axial umfangsveranderliehen Rotationskörper (15) umwendelt, wobei das festgehaltene Drahtende (57) an einer Spindelmutter (52) befestigt ist, die einer ortsfest angeordneten Gewindespindel (51) aufsitzt, welche Ober einen Betätigungshandgriff (52) verschraubbar ist.

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