DE24043C - Neuerungen an Federwaagen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Diese Neuerungen bestehen in der Hauptsache in der Federanordnung, wie dieselbe in Fig. ι dargestellt ist. Die beiden Tragfedern/_} und/₂ sind an den festen Punkten α α drehbar aufgehängt; die beiden anderen Enden der Federn sind mit dem Wiegemechanismus beweglich durch ein Zwischenstück A verbunden, so dafs das Zwischenstück A sich in der Richtung des Pfeiles/ bewegen kann. Eine Kraft, welche in der Richtung des Pfeiles / senkrecht zur Längenrichtung der Federn auf das Federpaar /1 und/₂ einwirkt, wird dasselbe ausdehnen und dasselbe etwa in die punktirte Lage bringen. Die Gröfse der Ausdehnung der Federn ist nahezu proportional der Kraftcomponente, welche in der Richtung α b' der Federn wirkt. Da nun die Kraft/ kniehebelartig auf die Federn/1 und/₂ wirkt, so ergiebt sich, dafs bei demselben Federpaar für geringe Belastungen der Weg b b', welcher das Zwischenstück zurücklegt, verhältnifsmäfsig bedeutend gröfser ist als bei gröfseren Belastungen.

An eine gute Waage mufs man die Bedingung stellen, dafs der Empfmdlichkeitscoefncient derselben bei allen Belastungen nahezu gleich bleibt, dafs z. B. bei Belastung von 1 kg eine Zulage von 10 g nahezu denselben Ausschlag giebt, wie bei einer Belastung von 10 kg eine Zulage von 100 g. Bei der in Fig. 1 gezeigten Federanordnung ist bei kleinen Gewichten der Weg b b' verhältnifsmäfsig viel gröfser als bei gröfserer Belastung.

Die in Fig. 1 gezeigte Federanordnung kann bei allen Federwaagen angewendet werden. In Fig. 2 bis 5 ist eine Federwaage dargestellt, welche nach dem Princip der bekannten S alt er s'sehen Wirthschaftswaage coristruirt ist. Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Waage, Fig. 5 eine ebensolche Ansicht unter Weglassung des Zifferblattes, Fig. 3 einen Längenschnitt der Waage, Fig. 4 eine Oberansicht. Der Schalenhalter S, der die Schale T zur Aufnahme der Last trägt, wird durch zwei Paar parallele Hebel Zi₁ h₂ und h_z Ji₁ von je gleicher Länge, welche in zwei verschiedenen Ebenen liegen, Fig. 4 und 5, parallel geführt, so dafs der Schalenhalter in der Richtung / auf- und abbewegt werden kann. In der Mitte zwischen den beiden Hebelarmen Zi₁ h₂ und h_z h_t hat derselbe einen Stift q, und ist in diesen Stift das Zwischenstück r eingehängt, welches dem in Fig. ι mit A bezeichneten Stück entspricht. Dieses Stück r ist seinerseits wieder in Federn^ und/₂ ebenso aufgehängt, wie dies bei Fig. 1 erläutert, die anderen Enden der Federn a a, Fig. ι, hängen am festen Gehäuse der Waage. An dem Zwischenstück r ist auch eine Zahnstange ζ befestigt, welche in den in dem Gehäuse der Waage gelagerten Trieb u greift, ebenso wie bei den bekannten S alters'sehen Waagen. An dem Trieb u sitzt vorn der Zeiger m. Hinter demselben befindet sich auf dem Gehäuse das Zifferblatt n, welches mit einer Scala versehen wird. Eine auf der Schale T aufgebrachte Last wird nun durch den Schalenhalter S auf die Federn f_x und f₂ ebenso wirken, wie die Kraft/ in Fig. 1. Durch Zahnstange ζ und Trieb u wird der Weg b b' der Federn auf den Zeiger übertragen, der denselben auf der Scala markirt. Wie aus der Ansicht, Fig. 2, hervorgeht, nimmt die Scaleneintheilung mit dem Wachsen der Belastung

ab. Da der - Schalenhalter nebst Schale etc., welche an den Federn hängt, schon ein ziemliches' Eigengewicht besitzt, so wird bei einfacher Verwendung der beiden Federn/ und/₂ gerade die empfindlichste Stellung der Federn, nämlich wenn dieselben senkrecht zum Schalenhalter stehen, zur Balancirung dieses Eigengewichtes ausgenutzt. Um diese. Stellung aber noch zur Lastbestimmung ausnutzen zu können, ist eine dritte Feder/₃ angebracht, welche in ihrer Längenrichtung direct beansprucht wird, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Die Feder ist im Verhältnifs zur Tragkraft der Waage sehr schwach, so dafs, falls sie allein zur Balancirung dient, schon bei geringer Belastung der Zeiger eine ganze Umdrehung machen würde.

Es wird nun diese Feder mit einer Spannung eingehängt, welche fast ebenso grofs als das Eigenwicht des Schalenhalters nebst Schale etc. ist, so dafs im unbelasteten Zustande nur ein verschwindend kleiner Theil des obigen Eigengewichtes durch die Federn/ und/, abbalancirt wird. Es wird dann die empfindlichste Stellung der beiden Federn / und /, für die Lastbestimmung ausgenutzt, allerdings im Verein mit der Feder/₃. Durch geeignete Wahl der Länge und Federung der Federn / und/₃, sowie der Federn /₃, kann man nun den Empfmdlichkeitscoefficient der Waage annähernd constant erhalten. Es sei noch erwähnt, dafs die Aufhängung des Stückes r in der Mitte zwischen den beiden Hebelpaaren A₁ Zi₃ und Vz₃ h± deshalb geschehen ist, damit das durch seitliche Belastungen erfolgende. Schiefstellen des Schalenhalters infolge des Spielraumes in den Zapfenverbindungen der Hebel auf die Spannung der Federn/ und/₂ ohne Einflufs bleibt. Die infolge der Hebelführung erfolgenden seitlichen Bewegungen des Schalenhalters sind auf die Spannungen der Federn/ und/ ohne Wirkung, weil Stück r drehbar an q aufgehängt ist.

In Fig. 6 und 7 ist eine ebensolche Waage dargestellt, welche auf demselben Princip beruht. Dieselbe wird auch durch zwei Paar parallele Hebel h_x Zi₂ und Ji₃ h^ parallel geführt. Auch hier wird die Balancirung durch ein Federpaar/! und/ nach der Anordnung Fig. 1 und eine Hülfsfeder /₃ angewendet. Das Zwischenstück r ist auch hier, damit die seitlichen Bewegungen des Schalenhalters ohne Einflufs auf die Federspannungen sind, mit dem Schalenhalter beweglich verbunden, indem dasselbe den Schalenhalter auf einer Spitze α trägt.

In Fig. 8 und 9 ist dargestellt, wie man die besagte Federanordnung so bei Waagen anwenden kann, dafs die Federn selbst die Führung des Schalenhalters übernehmen. Es ist in Fig. 8 und 9 der. Schalenhalter 5 an zwei Stellen durch je vier Federn/ gehalten, welche gleich stark und gleich lang sind und symmetrisch zu einander stehen. Die Zahnstange ζ ist in der Mitte zwischen diesen beiden Federanordnungen drehbar befestigt. Es wird eine seitliche Belastung der Schale allerdings ein geringes Schiefstellen des Schalenhalters zur Folge haben; der Befestigüngspunkt der Zahnstange ζ wird dabei aber immer annähernd seine Lage behalten, so dafs also die schiefe Belastung auf die Zeigerstellung ohne Einflufs ist. Man kann bei dieser Construction auch drei oder mehr als vier Federn anwenden; es müssen die Federn nur so angeordnet werden, dafs die Wirkungen der Federn in der Richtung senkrecht zum Schalenhalter sich gegenseitig aufheben. Man kann die in Fig. 1 gezeigte Federanordnung auch bei solchen Waagen benutzen, bei welchen die Last direct an dem Stück A aufgehängt ist, ohne jede Führung.

Man hätte bei den Wiegevorrichtungen, Fig. 2 bis 7, auch dasselbe Resultat mit einer einzigen Feder / erreichen können. In diesem Falle hätte aber die ganze. Spannung der Feder/ auf Reibung in den Gelenken der Führungshebel gewirkt, während bei Anwendung von zwei Federn oder mehr Federn dieselben so angeordnet werden können, dafs die Spannungen senkrecht zum Schalenhalter sich gegenseitig aufheben und auf den übrigen Mechanismus der Waage ohne Einflufs sind.

Das Charakteristische bei vorliegender Federanordnung ist, dafs der Winkel, welcher im unbelasteten Zustande die Richtung der Federspannung mit der Lastrichtung bildet, nahezu ein rechter ist, und dafs bei zunehmender Belastung -dieser Winkel kleiner wird, während bei den bisherigen Federwaagen die Spannungsrichtungen, der Federn nur wenig oder gar nicht von der Richtung der Last bezw. deren äquivalenten, zur Abbalancirung kommenden Kraft abweichen.

Es ist auch die Anwendung von Schraubenfedern nicht durchaus erforderlich; es können auch andere Federn angewendet werden.

Bei den vorhin beschriebenen Waagen nimmt die Eintheilung der Scala mit zunehmender Belastung allmälig ab, so dafs man bei allen Belastungen mit nahezu gleicher Genauigkeit wiegen kann.

Bei Waagen für manche Zwecke genügt es, dafs man die Belastung nur bis zu einer bestimmten Grenze möglichst genau ablesen kann und bei Belastung über diese Grenze hinaus nur eine geringere Genauigkeit verlangt.

Z. B. mufs eine Waage, welche man nur zum Abwiegen von kleinen Poststücken · anwenden will, bis ι kg mit gröfserer Genauigkeit wiegen, als darüber hinaus, weil Briefe, Waarenproben und Drucksachen bis höchstens 1 kg wiegen dürfen und das Porto derselben von 50 zu 50 g steigt. Ueber 1 kg hinaus werden nur Packete befördert, deren Porto von Kilogramm zu Kilogramm steigt.

Es ist in Fig. ίο die Federanordnung für eine Waage, die diesen Anforderungen entspricht, gezeigt. Die Abbalancirung geschieht durch eine schwache FederZ₁ und eine starke Feder f₂, welche über einander gehängt sind. Zwischen beiden Federn und mit denselben fest verbunden ist eine Brücke g angebracht, welche sich bei Ausdehnung der Federn mit abwärts bewegt. Ferner sind an dem Gehäuse der Waage zwei Knaggen k befestigt, aufweiche sich bei Abwärtsbewegung der Brücke g dieselbe schliefslich auflegt. Bei geringer Belastung der Waage wird sich nun die schwache Federf_x viel und die starke Feder wenig ausdehnen, bis schliefslich bei einer bestimmten Belastung die Brücke g sich auf die Knaggen k auflegt. Von da ab wird die Belastung nur auf Ausdehnung der starken Federy^ wirken. Bis zu dieser Belastung wird die Scala eine gleichmäfsig weite Theilung haben, und über diese Belastung hinaus wird die Scala auch eine gleichmäfsige, aber bedeutend engere Theilung haben, dem obengenannten Zwecke entsprechend.

Claims (7)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Anwendung von Federn in Federwaagen, welche derart zur Wirkung kommen, dafs im unbelasteten Zustande der Winkel, den die Spannungsrichtung der Federn mit der Richtung der durch dieselben auszubalancirenden Kraft bildet, nahezu oder genau ein rechter ist, und dafs bei zunehmender Belastung dieser Winkel kleiner.wird.
2. 2. Die Anwendung "zweier oder mehrerer solcher Federn, welche zu einander so angeordnet sind, dafs bei der beschriebenen Wirkung derselben die nicht zur Abbalancirung dienenden Spannungscomporienten derselben sich aufheben. : ■
3. 3. Die Anwendung solcher Federn in Combination mit einer Hülfsfeder f₃ zur Abbalancirung des Eigengewichtes.
4. 4. Die specielle Construction der in den Fig. 2 bis 5 gezeichneten Federwaage, insbesondere die Aufhängung der Wägevorrichtung in der Mitte zwischen den beiden Hebelführungen an den unter 1. und 2. aufgeführten Federsystemen.
5. 5. Die specielle Construction der in den Fig. 6 und 7 gezeichneten Federwaage, insbesondere die Verbindung des Wägemechanimus mit dem Federsystem.
6. 6. Die Construction der in Fig. 8 und 9 gezeichneten Federwaage, bei welcher zwei Federsysteme aufser zur Abbalancirung auch zur Führung dienen, und bei welchen die Zahnstange in der Mitte zwischen beiden Federsystemen angreift.
7. 7. Die Anwendung zweier über einander hängender Federn von ungleicher Stärke, welche derart wirken, dafs bis zu einer bestimmten Belastung beide Federn sich ausdehnen und von da ab die schwache Feder zur Ruhe gelangt und nur die starke Feder bei weiterer Belastung sich ausdehnt, zum Zwecke,

   * bis zu der angegebenen Belastungsgrenze mit gröfserer Genauigkeit wiegen zu können, als darüber hinaus.

   ■ Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.