DE2329242C2 - Meßwertanzeigevorrichtung für Waagen, insbesondere für Federwaagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßwertanzeigevorrichtung der im Gattungsbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Bei einer solchen Vorrichtung (DE-PS 42 226) verwendet man einen zylindrischen Rotationskörper, der axial unverschieblich über beidendig angeordnete Schneidlager gehalten und von einem flexiblen Band umschlungen ist. Am einen Bandende wirkt die zu messende Last und am anderen Ende greift ein Ausgleichsgewicht an. Der Rotationskörper ist mit einem ein Gegengewicht tragenden Hebelarm ausgerüstet Die der jeweiligen Last entsprechende Drehposition des Rotationskörpers wird auf einem als Anzeigemarke dienenden Zeiger übertragen, wodurch das Gewicht an einer Skala ablesbar ist.

Die einwandfreie Justierung einer solchen Meßwertanzeigevorrichtung ist problematisch. Selbst wenn die Waage ursprünglich einwandfrei eingestellt worden ist, ίο ergeben sich durch Verschleiß oder unsachgemäße Benutzung Fehler in der Anzeige.

Besondere Probleme bei der Justierung von Meßwertanzeigevorrichtungen ergeben sich, wenn Meßfedern als Meßwerk wirken. Die Justierarbeiten von solchen Federwaagen erfolgte bisher durch Beeinflussung der Federkonstanten der Meßfeder. Man verwendet hierzu veränderlich anbringbare Klemmstücke, mit denen eine Änderung der wirksamen Anzahl der Windungen der Meßfeder erzielt wird. Wegen des Hysteresisfehlers der Meßfeder ist die Einjustierung solcher Federwaagen schwierig. Stellen sich nach einiger Zeit Ungenauigkeiten in der Meßwertanzeige ein, so sind die geschilderten umständlichen Justierarbeiten auszuführen.

Zur Übertragung einer Drehbewegung von einer Welle auf eine zweite sind Zugmittelgetriebe mit veränderlicher Obersetzung bekannt (»Bauelemente der Feinmechanik«, Richter, Voss, Kozer. VEB-Verlag Berlin, 1959, Seite 393, 394). Dort wird das Zugmittel in mehreren Windungen nebeneinander auf einer entsprechend schneckenartig gestalteten Trommel aufgewikkelt. Diese Anordnung dient bei Chronometern mit Federantrieb dazu, die Antriebskraft unabhängig von dem Federaufzug konstant zu halten. Eine Anwendung auf Federwaagen ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßwertanzeigevorrichtung der im Gattungsbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die sich durch eine leichte und präzise Einjustierung auszeichnet.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht.

Wird die Lage der Umwindungszone des Zuggliedes auf dem Rotationskörper verändert, so gelangt das

*5 Zugglied in ein Querschnittsprofil mit anderer Umfangsweite, wodurch sich eine andere Beziehung zwischen der Verstellung der Meßfeder einerseits und der mit dem Rotationskörper milbeweglichen Anzeigemarke andererseits abgibt. Gelangt das Zugglied dabei

z. B. in einen Querschnittsbereich mit größerer Umfangsweite, so ist für einen vorgegebenen Drehwinkel des Rotationskörpers der Transport eines größeren Teilstücks des Zugglieds erforderlich und damit ein größerer Hubweg der Meßfeder nötig. Dadurch erfolgt eine Justierung in Richtung höherer Lastwerte. Es ist nicht mehr erforderlich, zu Justierzwecken die Federkonstante der Meßfeder durch Klemmstücke od. dgl. mühsam zu verändern. Bei der erfindungsgemäßen Justierung sind keinerlei Veränderungen an der Meßfeder erforderlich. Es genügt vielmehr, das Zugglied in seiner Umwindung des Rotationskörpers axial zu versetzen. Durch die dadurch hervorgerufene Änderung des Querschnittsprofils ergibt sich bereits nach Vorzeichen und Größe die erforderliche Justie-

b5 rung.

Für die Eindeutigkeit der jeweils wirksamen Umfangsweite könnte man dem Rotationskörper eine jeweils stufenweise ansteigende zylindrische Ausbil-

dung in den einzelnen Längsabschnitten geben. Günstiger ist aber, für eine stufenlose Einjustierung die Umfangsweite aufeinander folgender Querschnitte sich kontinuierlich verändern zu lassen. Wächst die Umfangsweite in axialer Richtung nur langsan an, so ergibt sich eine besonders feine Justiermöglichkeit. Im einfachsten Fall bildet man den Rotationskörper konisch aus. Zur Einjustierung kommt es auf den relativen Versatz zwischen dem Rotationskörper einerseits und der Lage der Umwindungszone des Zugglieds andererseits an. Obwohl es auch umgekehrt möglich wäre, empfiehlt es sich, das Zugglied raumfest anzuordnen und den Rotationskörper dazu axial beweglich zu machen.

Durch oberflächige Aufrauhungen am Rotationskörper und/oder am Zugglied lassen sich diese Bauteile zueinander gleitfrei bewegen. Damit der Rotationskörper in der ausgewählten Umfangszone umwunden bleibt, empfiehlt es sich, der Umfangsfläche des Rotationskörpers einen nutenartigen Gevindegang in die Umfangsfläche des Rotationskörpers einzulassen.

Die Nuten dienen zur Aufnahme des Zugglieds und sind dessen Querschnittsprcfil angepaßt. Besteht das Zugglied aus einem Seil, so verwendet man ein Rundprofii in der Nut.

Damit die vom umwundenen Teil des Rotationskörpers abgehenden Anschlußstücke des Zuggliedes knickfrei weiterverlaufen, empfiehlt es sich, die im Anspruch 5 erwähnten Maßnahmen anzuwenden. Dies führt zu einem schonenden ruhigen Verlauf des Zuggliedes, der sich auch bei Axialverstellung des Rotationskörpers nicht verändert.

Die erfindungsgemäße Meßwertanzeigevorrichtung ist insbesondere bei einer Tariereinrichtung verwendbar, bei der das federbelastete Zugglied mit dem Meßwerk der Waage verbunden ist, z. B. einer Preiszeigerwaage mit Doppelpendelmechanismus. In diesem Fall wird vorgeschlagen, gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 zu verfahren.

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

Fig. 1 und 2 die schematische Seiten- und Vorderansicht einer Federwaage, in der das erfindungsgemäße Bauprinzip lediglich schematisch angedeutet ist,

Fig.3 in schematischer Darstellung die Anwendung der Erfindung als Tariereinrichtung bei einer Kreiszeigerwaage mit Doppelpendelmechanismus und

F i g. 4 und 5 die Draufsicht und Seitenansicht auf eine konkrete Verwirklichung der Erfindung als Tariereinrichtung im Sinne der F i g. 3.

In Fig. 1 und 2 ist das Schema einer Federwaage verdeutlicht, deren Gewichtsbestimmung über eine auf Zug wirksame Meßfeder 10 erfolgt. Das eine Ende der Feder ist an einer Befestigungsstelle 11 im Gehäuse der Waage festgelegt, während das andere Ende der Feder :>5 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 vorgegebenen Querschnitt 16 eines Rotationskörpers 15. Der Rotationskörper 15 ist im vorliegenden Fall konisch gestaltet, so daß seine Umfanesweite von einem Minimalwert 17 zu einem Maximalwert 18 gleichförmig in axialer Richtung 19 zunimmt, die in F i g. 1 strichpunktiert eingezeichnet ist.

Der Rotationskörper 15 ist mit seiner in axiaier Richtung 19 verlaufenden Welle 20 in am Gehäuse der Waage angebrachten Lagern 21 angeordnet, welche ein mit einer Gleitführung 22 für die Welle 20 ausgerüsteter Einsatzteil 23 tragen. Durch diese Gleitführung 22 im Lager 21 läßt sich die Welle 20 im Sinne des eingezeichneten Pfeils 24 axial verstellen, so daß die oben erwähnte Umwindungszone 16 des Drahtes 12 wahlweise in verschiedenen Umfangbbereichen 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 jeweiligen Drehstellung des Rotationskörpers 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 Rotationskörper 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 <x auf. Zur präziseren Lage wird man die Umfangsfläche des Rotationskörpers 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 26, hier mit einer einzigen Wendelung, um den Rotationskörper 15 herumläuft. Im Anschluß an dieses gewendelte Teilstück 26 schließen sich, wie F i g. 2 zeigt, gestreckt weiterlaufende Anschlußstücke 27, 28 des Drahtes an, wozu in F i g. 2 eine Normale 29 angedeutet ist. Die Achse 19 des Rotationskörpers 15 schließt nun mit dieser Normalen 29, die hier horizontal verläuft, einen Winkel α ein. Der gleiche Winkel erscheint aber auch im Bereich der Wendelung an der Umwindungszone 16 des dort befindlichen Drahtteilstücks 26. In F i g. 1 ist gestrichelt einerseits die Tangentialebene 30 eingezeichnet bezüglich des Anfangspunktes 31 der Berührung zwischen Draht 12 und Rotationskörper 15. Weiterhin ist in Fig. 1 strichpunktiert Radialebene 32 durch den Rotationskörper 15 angedeutet. Der oben erwähnte Neigungswinkel zwischen der Normalen 29 und der Körperachse 19 ist etwa gleich demjenigen ausgebildet, der zwischen der Tangentialebene 30 und der Radialebene 32 eingeschlossen ist, weshalb an dieser Stelle in Fig. 1 ebenfalls der Winkel λ eingezeichnet werden konnte. Das hat zur Folge, daß nicht nur am Anfangspunkt 31 der Berührung zwischen dem Draht 12 und dem Rotationskörper 15, sondern auch am Endpunkt 33 zwischen dem Draht 12 und dem Rotationskörper 15 ein stetiger Weiterverlauf der vorerwähnten Anschlußstücke 27, 28 des Drahtes 12 sich ergibt, welche 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 24 von F i g. 1 axial verstellt wird.

Bei dem in F i g. 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 F i g. 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 verbundenen Skala 45 beweglich ist.

Wie bereits erwähnt wurde, ist die Tariereinrichtung 34 in der bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 und 2 beschriebenen Weise 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 10 ist über eine Befestigung 46 mit der Zugstange 41 verbunden. Das über den bereits beschriebenen Rotationskörper 15 laufende, drahtartige Zugglied 12, welches einendig an dieser Meßfeder 10 angreift, ist an einem Einstellglied 50 der Tariereinrichtung 34 befestigt, wozu für eine günstige Anordnung Umlenkrollen, die beispielsweise in F i g. 3 gezeichnet sind, dienlich sein können.

Aus F i g. 3 ist der prinzipielle Aufbau des Einstellgliedes deutlich zu erkennen, der in F i g. 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 Spindelrr-.uiter 52 verändert, weshalb eine entsprechende 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 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 Einsteilglied 50

ίο umfassenden Tariereinrichtung 34 ist auch aus der konkreten Ausführung in F i g. 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 58 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 12 ist in der bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise einmal um den Rotationskörper 15 herumgewunden, bevor der Draht 12 im vorliegenden Falle, wie die Seitenansicht von Fig.5

-in 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 Rotationskörper 15 zugleich die Funktion einer Umlenkung des Drahtes.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Meßwertanzeigevorrichtung für Waagen, insbesondere für Federwaagen, 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 zu messenden Last steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (15) in Richtung seiner Achse (19) Querschnittsprofile mit zueinander unterschiedlicher Umfangsweite (17, 18) aufweist, die sich bei Fortschreiten längs der Achse (19) gleichsinnig verändern, der Rotationskörper (15) bezüglich der Umwindungszone (16) des Zuggliedes (12) axial verstellbar ist und dem Zugglied (12) eine Meßfeder (10) vorgeschaltet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsweite (17, 18) der Querschnitte sich beim axialen Fortschreiten stufenlos verändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Rotationskörpers (15) kegelmantelförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Rotationskörpers (15) einen nutenartig eingeschnittenen Gewindegang aufweist, dessen Nutenprofil zur Aufnahme des aus einem zugfesten Seil (12) gebildeten, flexiblen Zuggliedes dient.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (19) des Rotationskörpers (15) gegenüber der gemeinsamen Normalen (29) derjenigen zueinander etwa parallelen Ebenen, in welchen die vom Rotationskörper (15) abgehenden, gestreckt weiterlaufenden Anschlußstücke (27, 28) des Zuggliedes (12) liegen, einen Neigungswinkel (λ) aufweist, der etwa gleich ist dem Steigungswinkel (λ) des um die Umfangsfläche des Rotationskörpers (15) gewundenen Zugglied-Teilstücks (26).

6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Tariereinrichtung, bei der das mit vorgeschalteten Federn versehene Zugglied mit dem Meßwerk der Waage verbunden ist, wobei das eine festgehaltene Ende des Zuggliedes unter Vorspannungsänderung der Feder ortsveränderlich festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Zugglied dienender flexibler Draht (12) den axial verstellbaren Rotationskörper (15) an axial wählbaren Zonen umwendelt und das festgehaltene Drahtende (57) an einer Spindelmutter befestigt ist, die auf einer ortsfest angeordneten, über einen Betätigungsgriff (53) verschraubbaren Gewindespindel(51)sitzt.