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Beschreibung:
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Waage mit variablem Meßbereich Die Erfindung betrifft eine Waage
mit variablem Meßbereich, bei der eine mit Lastplatte versehene Wägezelle über wenigstens
einen Zwischenhebel mit einem Meß- und Anzeigeteil verbunden ist.
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Die praktische Anwendung einer Waage ist im wesentlichen durch die
Teilungsgenauigkeit ihrer Skala (Auflösungsvermögen) und die auf ihr wägbare Höchstlast
begrenzt. Die Teilungsgenauigkeit soll möglichst hoch sein, so daß Wägungen im unteren
Meßbereich noch mit ausreichender Genauigkeit vorgenommen werden können und die
aus diesem Grunde im Eichgesetz festgelegte Mindestlast klein gehalten werden kann.
Die Höchstlast einer Waage soll zum Zwecke ihres wirtschaftlichen Einsatzes natürlich
möglichst groß sein.
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Bei bekannten Waagen werden diese Ziele bisher in verschiedener Weise
erreicht:
Bei Waagen mit Zuschaltgewichten wird nach Erreichen der
Höchstlast ein dieser Last entsprechendes Gewicht als Ausgleichsgewicht zugeschaltet,
wodurch die Null-Position wieder erreicht wird und ein erneuter Meßvorgang erfolgen
kann. Die Zuschaltgewichte können auch als Lauf gewichte ausgebildet und auf einer
Führung verschieblich sein. Diese mit Zuschaltgewichten versehenen Waagen haben
den Nachteil, daß die auf die zugeschalteten Gewichte zurückgehenden, zusätzlichen
Belastungen je nach Belastungsbereich zu unterschiedlichen Verformungen der Waagenteile
führen, wodurch die Meßgenauigkeit beeinflußt sein kann.
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Zur Behebung dieses Mangels sind daher Waagen mit Substitutions-Einrichtungen
bekannt geworden. Bei in diesen Waagen sindzeinem bestimmten Meßbereich entsprechende
Schaltgewichte bereits im ersten Meßbereich wirksam und werden jeweils bei Erreichen
der betreffenden Höchstlast abgehoben. Diese Waagentypen haben den Nachteil, daß
die Waage bis auf die Differenz des Meßbereichs immer mit der maximalen Last belastet
ist, was sich nachteilig auf Bauweise und Lebensdauer auswirken kann.
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Darüber hinaus sind vollautomatische Waagen bekannt, bei denen das
Auflösungsvermögen erheblich gesteigert wurde, beispielsweise bis zu lo ooo d für
eichfähige Handelswaagen. Die Konstruktionen dieser Waagen sind jedoch sehr aufwendig
und teuer. Ferner sind
solche Waagen bei Betrieb im Bereich der
Höchstlast sehr empfindlich und störanfällig.
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Es sind auch schon zwei Meßeinrichtungen mit einem einzigen Hebelwerk
gekoppelt worden, wobei die zwei Meßeinrichtungen mittels eines Koppelungshebels
ständig gemeinsam in Funktion sind. So ist es z. B.
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bekannt, eine erste Meßzelle mit einem Meßbereich von 0 bis 3 kg mit
einer zweiten Meßzelle mit einem Meßbereich von 0 bis 15 kg zu kombinieren. Die
Gewichtswerte werden bis zum Gewicht von 3 kg von der ersten Meßzelle übernommen.
Bei Erreichen dieser Höchstlast geht die Meßzelle an einen Endanschlag, worauf höhere
Gewichte von der zweiten Meßzelle übernommen werden. Auch diese Ausführungen sind
sehr aufwendig, da sie zwei komplette Auswägeeinrichtungen benötigen. Des weiteren
sind sie auch nur auf zwei Meßbereiche beschränkt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Waage mit variablem Meßbereich
(Mehrbereichswaage) mit feiner Teilung und somit geringer Mindestlast im unteren
Meßbereich und grober Teilung und großer Höchstlast im oberen Meßbereich vorzuschlagen,
wobei eine Anzeige-und Meßeinheit ohne besonders hohe Auflösung verwendbar sein
soll.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer gattungsgemäßen
Waage das übersetzungsverhältnis
des zwischen der Wägezelle und
dem Meß-und Anzeigeteil vorgesehenen Zwischenhebels veränderbar ist.
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Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Mehrbereichswaage mit einem Zwischenhebel in
einem ersten Meßbereich; Fig. 2 die Waage aus Fig. 1 mit dem Zwischenhebel in einem
zweiten Meßbereich; Fig. 3 eine Seitenansicht des Zwischenhebels mit verstellbaren
Lagerplatten; Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 und Fig.
5 eine schaubildliche Ansicht des Zwischenhebels.
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In Fig. 1 ist eine Wägezelle 1 einer schematisch dargestellten Waage
in einem ersten Meßbereich mit 1o kg belastet, was der Höchstlast dieses Meßbereiches
entspricht. An der Ausgangsschneide 2 der
Wägezelle 1, die beispielsweise
ein der Parallelführung einer Lastplatte 1a dienendes (nicht dargestelltes) Hebelwerk
umfaßt, wirkt eine nach oben gerichtete Kraft von z.B. 10kg. Diese Kraft greift
über ein übliches Gehänge 3 an der Endschneide 4 eines Zwischenhebels 5 an. Dieser
ist mit seiner dem ersten Meßbereich zugeordneten Hauptschneide 6 auf einer ebenen
Lagerplatte 7 abgestützt. Seine andere Endschneide 8 ist über ein Gehänge 3a mit
einem Meß- und Anzeigeteil 9 gekoppelt. Dieser Teil 9 kann z. B. als Neigungsgewichts-Wägeeinrichtung
oder als üblicher Biegestab ausgebildet sein. Die Abstände der Schneiden 4-6 und
6-8 sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß, so daß
am Meß- und Anzeigeteil 9 die Höchstlast von 1o kg angezeigt wird. Bei entsprechend
kleineren Lasten würde sich ein entsprechender Teilausschlag des Zeigers des Meß-
und Anzeigeteils 9 ergeben.
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In Fig. 1 beträgt also das Ubersetzungsverhältnis des Zwischenhebels
5 1:1.
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Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 1, jedoch ist die Lagerplatte
7 weggeschwenkt und hierfür eine andere, ebene Lagerplatte lo in Wirkstellung gebracht.
Hierdurch wird eine einem zweiten Meß-oder Wägebereich zugeordnete Hauptschneide
11 wirksam, die im Abstand von der Schneide 6 am Zwischenhebel 5 angeordnet ist.
Hierdurch erhält der Zwischenhebel 5 ein anderes Übersetzungsverhältnis von z. B.
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5:1. Hierdurch ist eine Belastung der Wägezelle 1 von 0 bis 50 kg
möglich. In diesem Meßbereich liegende Gewichte sind auf einer entsprechenden, in
anderer Weise wie in Fig. 1 geteiltem Skale ablesbar. Fig. 2 zeigt die Stellung
des Zeigers des Meß- und Anzeigeteils 9 bei 50 kg, also bei Höchstlast.
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Die Justierung des ersten Meßbereichs (Fig. 1) erfolgt vorteilhaft
in der Wägezelle 1 oder im Meß-und Anzeigeteil 9.
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Die Justierung des zweiten Meßbereichs (Fig. 2) erfolgt in diesem
Falle dann durch Veränderung des Abstandes der Hauptschneide 11 von den Endschneiden
4 und 8.
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Eine besonders einfache Justierung ist durch ein Zusammenwirken der
Hauptschneiden 6, 11 mit ebenen Platten 7 bzw. lo realisierbar sowie durch eine
besondere Fesselung des Zwischenhebels 5.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines solchen Zwischenhebels
5. Die beiden Endschneiden 4 und 8 sind am Zwischenhebel 5 unverstellbar befestigt,
ebenso die erste Hauptschneide 6.
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Die zweite Hauptschneide 11 ist an einem Halteteil 12 angeordnet und
mittels einer Schraube 13 und eines Schlitzes 13a im Halteteil 12 einstell- und
feststellbar. Die Lagerplatten 7 und lo stützen
sich kugelgelagert
gegen einen um eine ortsfeste Achse kippbaren Träger 14 ab. Dieser Träger 14 kann
konstruktiv beliebig ausgebildet sein, solange er es nur gestattet, jeweils eine
der beiden Lagerplatten 7 oder 10 wahlweise in die in Fig. 1 bzw. 2 dargestellte
Wirkstellung zu bringen und in dieser Stellung zu fixieren. Die hierfür erforderlichen
technischen Mittel sind dem Fachmann geläufig, so daß hierauf im einzelnen nicht
weiter eingegangen zu werden braucht.
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Insbesondere ist es günstig, die Umschaltung des kippbaren Trägers
14 automatisch in der Weise zu vollziehen, daß bei Erreichen der Höchstlast des
ersten Meßbereiches eine automatische Verschwenkung des Trägers 14 in die andere
Wirkstellung erfolgt und umgekehrt. Auch hierfür sind dem Fachmann technische Mittel
ohne weiteres an die Hand gegeben.
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Die Kugeln 15 zwischen den Lagerplatten 7, 10 und dem kippbaren Träger
14 gestatten eine Anpassung der Platten 7, 1o an die Lage der Schneiden 6, 11 und
lassen bei der Bewegung des Zwischenhebels 5 eine Verschiebung der Platten 7 und
10 zu.
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Ein solcher Bewegungs-Freiheitsgrad der Lagerplatten 7 und 10 ist
erforderlich, wenn der Zwischenhebel 5 selbst mittels zweier als Blattfedern ausgebildeter
Gelenkfedern 16 horizontal allseitig gefesselt ist.
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Eine solche Fesselung zeigt Fig. 4. Die Gelenkfedern 16 bestehen aus
einem federharten Bandmaterial, das an Gelenkstellen 17 und 17a durch Kerben geschwächt
ist, so daß Federgelenke entstehen. Diese Gelenkstellen sind mit den Hauptschneiden
6 und 11 ausgerichtet und haben den gleichen Abstand wie diese.
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An einem Ende sind die Gelenkfedern 16 durch Schrauben 18 mit dem
Zwischenhebel 5 und am anderen Ende durch Schrauben 19 mit dem stationären Waagengestell
20 starr verbunden.
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Ist die Hauptschneide 6 in Betrieb, werden die Gelenkstellen 17 beansprucht
und bewegt. Ist die Hauptschneide 11 wirksam, gilt dies in entsprechender Weise
für die Gelenkstellen 17a. Beim Einstellen oder Justieren der Hauptschneide 11 kann
eine geringfügige Maßdifferenz zwischen den Gelenkstellen 17, 17a und den Hauptschneiden
6 und 11 entstehen, die jedoch vernachlässigbar ist.
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Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel sind durch Änderung des
Ubersetzungsverhältnisses am Zwischenhebel 5 zwei Meßbereiche einstellbar. Bei anderen
Ausführungsformen können durch Bereitstellung weiterer Hauptschneiden oder durch
Veränderung von deren Abstand relativ zu den Endschneiden 4, 8 weitere Meßbereiche
realisiert werden. Die im beschriebenen Ausführungsbeispiel fest mit dem Zwischenhebel
5 verbundene Hauptschneide 6 könnte bei einer
anderen Ausführungsform
in der gleichen Weise justierbar sein, wie dies im Zusammenhang mit der Schneide
11 (Fig. 3) beschrieben wurde. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der Zwischenhebel 5 jedoch so gestaltet, daß ein übersetzungsverhältnis starr
ausgeführt und das zweite (oder weitere übersetzungsverhältnisse) justierbar ist
(sind). Mit den im Waagenbau bekannten Gelenken, wie Schneiden und V-Pfannen oder
Kreuzgelenken, ist diese Justierung mit der geforderten Genauigkeit wegen der gemeinsamen
Übereinstimmung von Schneiden und V-Pfannen oder der Befestigung von Kreuzgelenken
am Zwischenhebel sowie Wägezelle und Meß- und Anzeigeteil wirtschaftlich nicht realisierbar.
Daher werden die vorher beschriebenen Anordnungen vorgeschlagen. Statt eines einzigen
Zwischenhebels mit variablem Übersetzungsverhältnis können bei anderen Ausgestaltungen
der Erfindung auch zwei oder mehr solcher Hebel vorgesehen werden.
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