DE2447612A1 - Auswaegeeinrichtung mit messfeder - Google Patents
Auswaegeeinrichtung mit messfederInfo
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- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
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Description
Carl Schenck AG
26 - September 1974
26 - September 1974
Auswägeeinrichtung mit Meßfeder.
Die Erfindung betrifft eine Auswägeeinrichtung mit Meßfeder zur Übertragung und Anzeige eines Meßwertes mit einer Justiereinrichtung
zum Justieren der Endpunkte des Anzeigebereichs.
Derartige Auswägeeinrichtungen sind z. B. als sogenannte "Kreiszeigerköpfe"
bekannt. Dabei erfolgt die Justierung der Meßeinrichtung sowohl durch Veränderung der Meßfedervorspannung als
auch durch Veränderung der wirksamen Federlänge. Weiterhin ist aus der DT-DS 2 026 309 eine Meßeinrichtung mit Justiereinrichtung
bekannt, bei der die Enden der Feder eingespannt gehaltert und ihre Halterungen quer zur Federlängsachse bewegbar und feststellbar
sind. Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich bei auf Null-Last eingestellter und justierter Auswägeeinrichtung
eine weitere Last, z. B. die Endlast, genau einjustieren. Durch
unvermeidbare Toleranzen im Hebelwerk der vorgeschalteten Lastaufnahmeeinrichtungen,
aber auch der Auswägeeinrichtung selbst, kann die Fehlerkurve im Bereich zwischen den justierten Endpunkten
jedoch zum Teil erhebliche Abweichung vom Idealwert Null aufweisen. Haben diese Abweichungen sinusförmigen Charakter,
können sie weitestxgehend durch eine gezielt herbeigeführte
Unwucht der Zeigerwelle eliminiert werden. Häufig ist die Fehlerkurve aber nach plus oder minus ausgebaucht, wobei das Maximum
des Fehlers etwa in der Mitte zwischen Null- und Voll-Last liegt. Derartige Abweichungen sind an der Auswägeeinrichtung
nicht justierbar und führen in der Praxis oft zu erheblichen Schwierigkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Auswägevorrichtung mit einer Justiereinrichtung für die Endpunkte eine weitere Vorrichtung
zu schaffen, die es ermöglicht, die Fehlerkurve im Bereich zwischen der Null-Last und der Voll-Last an einem weiteren
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Punkt auf Null zu justieren.
Diese neue Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Übertragung des Meßweges über mindestens ein Lemniskatenlenkersystem
erfolgt, in dessen Koppel in einen etwa in der Mitte der Länge der Koppel liegenden Einleitungspunkt der Heßweg eingeleitet
wird, daß die Lenker des Lemniskatenlenkers bei einer vorgegebenen Last parallel zueinander verlaufen und daß dazu parallel
der Einleitungspunkt des Meßweges verschiebbar ist. Eine Anordnung, bei der Koppel und Lenker bei parallelen Lenkern etwa
senkrecht aufeinander stehen, ergibt eine besonders günstige Justiermöglichkeit, da das Verhältnis von Verschiebeweg des
Einleitungspunktes zu der durch die Justage verursachten Fehleränderung
besonders günstig ist.
Eine Auswägesinrichtung, bei der der eine Lenker des Lemniskatenlenkersystems
mit einem Lenker eines zweiten Lemniskatenlenkersystems fest verbunden ist und der Verbindungspunkt einen Drehpunkt
eines zweiarmigen Hebels bildet, bei dem außerdem die Länge beider Lenker eines jeden Lemniskatsnlenkersystems gleich
groß ist und beide Lemniskatenlenkersysteme treppenförmig hintereinander
angeordnet sind und bei dem ein etwa in der Mitte der Koppel des zweiten Lemniskatanlenkersystems liegender Punkt
mit der Anzeigevorrichtung gelenkig verbunden ist, vermeidet zusätzlich Bogenfehler bei der Übertragung des Meßweges zur Anzeigevorrichtung.
Sind bei einer derartigen Anordnung die Längen der Lenker beider Lemniskatenlenkersysteme unterschiedlich,
so ist gleichzeitig eine Übersetzung des Meßweges möglich. Es hat sich gezeigt, daß zur Vermeidung von Fehlern eine Anordnung
besonders geeignet ist, bei der das Verhältnis Lenkerlänge zu Koppellänge beider Lemniskatenlenkersysteme gleich ist.
Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Auswägeeinrichtung
sind darin zu sehen, daß die Anzeigefehlerkurve im Bereich zwischen
Null-Last und Voll-Last in einfacher Weise schnell und gezielt korrigiert werden kann. Das ist besonders dann wichtig,
wenn Beeinflussungen durch vorgeschaltete Lastaufnahmeeinrich-
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tungen vorliegen. Es hat sich gezeigt, daß mit einer derartigen Einrichtung der gesamte Justagevorgang schematisiert werden
kann, was einerseits zu einer erheblichen Verkürzung der durchschnittlichen
Justagezeit führt und andererseits den Einsatz weniger qualifizierten Personals ermöglicht.
Die Figur zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Auswägeeinrichtung. In der Kreiszeiger-Auswägeeinrichtung
wird die vom Hebelwerk der Lastaufnahmeeinrichtung kommende Meßkraft über die Zugstange 1 und das Gehänge 2
an die Schneide 8 des Lasthebels 3 in die Auswägeeinrichtung eingeleitet. Der Lasthebel ist im Gehäuse 28 in Kugellagern
auf einer herausziehbaren Steckachse 4 gelagert. Über das Kugellagergelenk
5 wird die Meßkraft auf die Meßfeder 6 übertragen, die über das Gelenk 7 mit dem Tarierhebel 10 verbunden ist. Am
unteren Ende der Meßfeder B befindet sich das verdrehbare Federschloß 22, mit dem die wirksame Federlänge verändert werden kann.
Durch Herein- bzw. Herausdrehen der Justierschraube 12 wird die Stellung des Tarierhebels beeinflußt, womit die Vorspannung der
Meßfeder verändert werden kann.
Eine durch die Last bewirkte Auslenkung des Lasthebels 3 wird
über das Kugellagergelenk 18, die Koppel 19 und den kugelgelagerten Gelenkpunkt 11 in die Koppel 15 eines Lemniskatenlenkersystems
eingeleitet. Dieses Lemniskatenlenkersystem besteht aus
dem am Lager 20 am Gehäuse gelenkig befestigten Lenker 13, dem Lenker 14 und der Koppel 15. Der Lenker 14 ist im kugelgelagerten
Drehpunkt 29 fest mit dem Lenker 16 eines zweiten Lemniskatenlenkersystems
verbunden, das aus dem Lenker 16, dem über das Lager 21 ebenfalls am Gehäuse gelenkig befestigten Lenker
17 und der beide Lenker gelenkig verbindenden Koppel 30 besteht. Die Lenker 13 und 14 bzw. 16 und 17 sind untereinander gleich
lang, bei einer vorgegebenen Last - vorzugsweise bei Halblast—,
verlaufen alle Lenker parallel zueinander und waagerecht. Weiterhin
ist das Verhältnis Koppellänge zu Lenkerlänge bei beiden Lenkersystemen gleich, jedoch sind die Lenker 16, 17 langer als
die Lenker 13, 14. Der etwa in der Mitte der Länge der Koppel
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liegende Gelenkpunkt 23 ist mit der Zahnstange 24.gelenkig verbunden,
die in das Ritzel 25 eingreift, das mit dem Zeiger 26 verbunden ist. Die Zeigerstellung wird an der Skala 27 abgelesen
.
Durch diese Anordnung der beiden Lemniskatenlenkersysteme wird die dem Ausschlag des Lasthebels 3 entsprechende Bewegung des
Gelenks 13, bzw. die geradlinige Bewegung des Gelenkpunktes 11 in eine dazu parallele, ebenfalls geradlinige und zu der ersten
Bewegung proportionale, jedoch entgegengesetzt verlaufende Bewegung des Gelenkpunktes 23, bzw. der Zahnstange 24 überführt.
Der Proportionalitätsfaktor ist bsi dieser Anordnung größer als
1. Damit wird eine Übersetzung des Weges des Lasthebels erreicht, die frei von jedem Bogenfehler ist. Die treppenfSrmige Anordnung
beider hintereinander geschalteter Lemniskatenlenkersysteme hat sich in der Praxis besonders bewährt, mit ihr läßt sich sowohl
eine Geradführung der Bewegung als auch eine optimale Linearität der Transformation erreichen.
Die Justierung dieser Auswägeeinrichtung geht folgendermaßen vor
sich. Zunächst wird in bekannter Weise der Null-Punkt und der Voll-Last-Punkt durch Einstellen der Taravorlast über die Justierschraube
12 und Abgleich des Anzeigebereichs durch Veränderung der wirksamen Federlänge über ein Verdrehen des Federschlosses
22 einjustiert. Zeigt die nun aufgenommene Fehlerkurve zwischen Null-Last und Voll-Last eine Abweichung von Null, so
wird der Gelenkpunkt 1.1 senkrecht zur Koppelachse verschoben und in seiner neuen Lage in Bezug auf die Koppel 15 fixiert.
Anschließend wird der Null-Punkt des Anzeigebereichs über die Justierschraube 12 nachjustiert und der Voll-Last-Punkt gegebenenfalls
korrigiert. Nun wird überprüft, ob ein weiteres Verschieben des Gelenkpunktes erforderlich ist. Der Justiervorgang
wird wiederholt, bis die gewünschte Genauigkeit erreicht ist.
Die Möglichkeit, die Ausbauchung einer Fehlerkurve mit der beschriebenen
Anordnung - vorzugsweise bei Mittel-Last - auf Null zu justieren, ergibt sich aus dem Folgenden. Bei einer beschrie-
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benen Anordnung eines Lenkers 13, einer Koppel 15 und eines Lenkers 14, deren Lenker bei Mittel-Last parallel verlaufen,
kippt bei Verlassen der Mittellage die Koppel 15 in jedem Fall nach rechts, wenn der Lenker 14 rechts oberhalb des Lenkers 13
angebracht ist. Beispielsweise werde die in die Auswägeeinrichtung eingeleitete Last erhöht, die Lenker 13 und 14 werden nach
unten gedreht, die Koppel verdreht sich nach rechts. Wird die eingeleitete Last verringert, drehen sich die Lenker 13 und 14
nach oben, die Koppel 15 kippt jedoch wieder nach rechts. Wird nun bei Mittel-Last der Gelenkpunkt 11, in den der Meßweg eingeleitet
wird, z. B. horizontal nach links verschoben, so zeigt die Auswägevorrichtung bei Mittellast- und somit vertikaler
Koppel - den gleichen Wert wie vor der Justierung an. Nach der Justierung ist der Gelenkpunkt 11 nach links verschoben. Da sich
bei veränderter Last, z. B. Null- und Voll-Last, die Koppel nach rechts gedreht hat, wird der Gelenkpunkt 11 sowohl bei Nullais
auch bei Voll-Last höher liegen, als vor dem Justieren. Bei der erneuten Justierung der Abweichung bei Null-Last mittels der
Justierschraube 12 wird daher die Koppel 15 gegenüber dem Gehäuse tiefer stehen als vor der Verschiebung des Gelenkpunktes 11
nach links. Da bei Mittel-Last der Gelenkpunkt 11 jedoch gegen die Koppel 15 nur horizontal verschoben ist, hat sich in dieser
Stellung seine vertikale Lage relativ zur Koppel, nicht verändert,
bei Mittel-Last befindet sich der Gelenkpunkt 11 relativ zum Gehäuse also ebenfalls tiefer als vor der Verschiebung. Die Länge
des durchlaufenen Lemniskatenabschnitts hat sich durch die
horizontale Verschiebung praktisch nicht verändert, gleichzeitig mit der Justierung bei Null-Last ist auch die Abweichung bei
Voll-Last justiert. Insgesamt ergibt sich also eine Fehlerkurve nach dem Verschieben des Gelenkpunktes 11 nach links und erneuter
Justierung bei Null-Last, die bei Null- und Voll-Last ebenfalls durch den Null-Punkt geht, die aber gegenüber dem vorigen
Zustand nach plus ausgebaucht ist. Analoges gilt bei der Verschiebung des Gelenkpunktes 11 nach rechts.
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Die gleichen Überlegungen lassen sich bei räumlich anders angeordneten
Lemniskatenlenkersystemen anstellen, so daß auch diese erfindungsgemäß verwendet werden können. Es hat sich gezeigt,
daß eine Justierung der Ausbauchung der Fehlerkurve besonders günstig dann erfolgt, wenn die Koppel 15 bei Parallelstellung
der Lenker 13 und 14 senkrecht zu diesen Lenkern steht, da die durch Verschieben des Gelenkpunktes 11 dann erreichte Ausbauchung
der Fehlerkurve besonders günstig ist und darüber hinaus ungefähr proportional zur Auslenkung des Gelenkpunktes erfolgt.
Die Verschiebung und Fixierung des Gelenkpunktes 11 erfolgt in im Maschinenbau an sich bekannter Weise.
Wird der aus den Lenkern 14 und 16 bestehende Hebel im Drehpunkt 29 z. B. um 9DD abgeknickt, so steht die im Gelenkpunkt 23 abgenommene
Bewegung senkrecht auf der in den Gelenkpunkt 11 eingeleiteten Bewegung.
Derartige Anordnungen sind besonders für Lastaufnahmevorrichtungen
geeignet.
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Claims (5)
- - 7 - jPatentansprüche :/ 1 ./Auswägeeinrichtung mit FIeBf eder zur Übertragung v-/ und Anzeige eines Meßweges mit einer Justiereinrichtung zum Justieren der Endpunkte des Anzeigebereiches, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Meßweges über mindestens ein Lemniskätenlenkersystem (13, 14, 15) erfolgt, in dessen Koppel (15) in einen etwa in der Mitte der Länge der Koppel liegenden Einleitungspunkt (Gelenkpunkt 11) der Meßweg eingeleitet wird, daß die Lenker (13, 14) des Lemniskatenlenkersystems bei einer vorgegebenen Last parallel zueinander verlaufen, und daß dazu parallel der Einleitungspunkt (G.elenkpunkt 11) des Fleßweges verschiebbar ist.
- 2. Auswägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Koppel (15) und Lenker (13, 14) bei parallelen Lenkern etwa senkrecht aufeinander stehen.
- 3. Auswägeeinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lenker (14) des Lemniskatenlenkersystems (13, 14, 15) mit einem Lenker (16) eines zweiten Lemniskatenlenkersystems (16, 17, 3o) fest verbunden ist und der Verbindungspunkt einen Drehpunkt eines zweiarmigen Hebels bildet, daß die Länge beider Lenker (13, 14j 16, 17) eines jeden Lemniskatenlenkersystems gleich groß ist und beide Lemniskatenlenkersysteme treppenförmig hintereinander angeordnet sind und daß ein etwa in der Mitte der Koppel (3D) des zweiten Lemniskatenlenkersystems liegender Gelenkpunkt (23) mit der Anzeigevorrichtung (Ritzel 25, Zeiger 26) gelenkig verbunden ist.609815/03024 4 / 5
- 4. Auswägeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Lenker (13, 14; 16, 17) beider Lemniskatenlenkersysteme unterschiedlich ist.
- 5. Auswägeeinrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Lenkerlänge zu Koppellänge beider Lemniskatenlenkersysteme gleich ist.609815/0302
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