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Selbsttätige elektrische Laufgewichtswaage. Den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung bildet eine selbsttätige elektrische Laufgewichtswaäge, bei welcher zwei
oder mehrere gleichzeitig unter derLasteinwirkung stehende Laufgewichtsbalken vorhanden
sind, deren Skalen von der Nullstellung beginnen und, verschiedenen Wägungsbereichen
entsprechend, nach verschiedenen Einheitswerten abgestuft sind. Bei diesen bekannten
Waagen werden die Laufgewichte gegebenenfalls nacheinander durch besondere Motoren
verschoben.
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Beim Gegenstand vorliegender Erfindung ist demgegenüber eine Prüfeinrichtung
vorgesehen, die aus einer von der Wägeeinri.chtung unabhängigen Druckmeßeinrichtung
mit je nach der Lastgröße verschiedener Einstelllage zur wahlweisen Betätigung verschiedener
Kontakte besteht, durch welche die Stromkreise für die Verschiebung der einzelnen
Laufgewichte selbsttätig gesteuert werden, derart, daß die Verschiebung der einzelner
Laufgewichte durch einen einzigen gemeinsamen Motor geschieht.
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Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in den Abb. i bis
4 der Zeichnung wiedergegeben, während die Abb.5 und 6 Schaltungsschemen veranschaulichen.
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In den Pfannenlagern des Waagengestelles i ist die gemeinsame Drehachse
2 der Laufgewichtsbalken 3 und 4 gelagert. Die unmittelbar oder durch ein bei Brückenwaagen
gebräuchliches Hebelsystem übersetzt wirkende Last greift an dem Lastgehänge 5 der
Lastschneide 6 an, welche auf dem Lastarm 7 des Laufgewichtsbalkens 3 sich befindet.
Alle am Lastgehänge 5 angreifenden Lasten wirken mithin auf das ganze System der
Laufgewichtsbalken 3 und 4 gleichermaßen ein. Die beiden Laufgewichtsbalken können
gegeneinander dekadisch oder nach sonst einem beliebigen System abgestuft sein,
so zwar, daß beispielsweise der Laufgewichtsbalken 3 die Einer, der Laufgewichtsbalken
4 aber die Zehner des Gewichtswertes der angehängten Last auswägt und jeder der
beiden Balken dementsprechend eingeteilt ist. Auch die Schwere des am Balken 3 verschiebbaren
Laufgewichts 8 und jene des Laufgewichts 9 auf Sem Balken 4 ist dem Auswägewert
des betreffenden Laufgewichtsbalkens nach bemessen. Auf diese Weise bildet der Laufgewichtsbalken
3 die Ergänzung des Laufgewichtsbalkens 4., indem nach der vom Balken 4 vorgenommenen
Grobwägung die Feinwägung durch den Balken 3 erfolgt. #Die Verschiebung der Laufgewichte
8 und 9 geschieht durch je einen Mitnehmer io bzw. i i, dessen gabelförmiges, unteres
Ende mit gehörigem Spielraum die aus den Laufgewichten herausragenden Zapfen 12
bzw. 13 umfaßt. Die Mitnehmer io und i i sind an einer Schraubenmutter 14 bzw. 15
(Abb.4) befestigt, welche auf der Schraubenspindel 16 bzw. 17 sitzt und eine achsiale
Verschiebung
erfährt, sobald die Spindel gedreht wird. Die Laufgewichte
8 und 9 sind mit selbsttätiger Kerbeneinstellung versehen. Das Laufgewicht 8 oder
9 wird also durch seinen Mitnehmer io oder ii ohne Behinderung des freien Spieles
der Laufgewichtsbalken in die Nähe der der Gleichgewichtslage entsprechenden Kerbe
der Balkenskala gebracht, worauf das Laufgewicht vom Mitnehmer freigegeben wird
und sich infolge seiner eigenen Schwere oder durch Federwirkung in die betreffende
Kerbe selbsttätig einsetzt. Die Schraubenspindel 16 bzw. 17 und die über ihr liegende
Kerbleiste 18 bzw. i9 finden ihre Lagerung bzw. Befestigung am Waagengestell. Jeder
Mitnehmer trägt an seinem oberen Ende einen Zahn 2o bzw. 21, welcher durch eine
Druckfeder das stete Bestreben erhält, in die Kerben der Leiste i8 bzw. i9 einzufallen,
anderseits aber auch über die Kerbspitzen hinweggleiten kann, sobald der Mitnehmer
durch die Drehung der Schraubenspindel verschoben wird.
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Der Antrieb der Schraubenspindel 16 und 17 erfolgt durch einen Elektromotor
22 mittels der Schnecken 23 bzw. 2q., welche in die auf den Schraubenspindeln 16
bzw. 17 lose sitzenden Schneckenräder 25 bzw. 26 eingreifen. Die Drehung der Schneckenräder
wird atif die Schraubenspindeln übertragen, sobald die auf den Schraubenspindeln
achsial verschiebbar aufgekeilten Kegelkupplungen 27 bzw. 28 (Abb.3) durch die winkelhebelartigen
Einrückgabeln 29 bzw. 30 in die hierfür entsprechend ausgestalteten Schneckenräder
25 bzw. a6 eingerückt werden. Letzteres erfolgt, sobald die Elektromagnete 31 bzw.
32 unter Strom gelangen. Bei stromlosen Magneten 31 bzw. 32 bewirkt der als Fallgewicht
ausgebildete Anker des Einrückhebels 29 bzw. 3o, daß die Kegelkupplungshälfte 27
bzw. 28 aus dem Schneckenrad 25 bzw. 26 herausgezogen wird und letztere Räder sich
drehen, ohne die Schraubenspindeln 16 bzw. 17 mitzunehmen. Die Einrückhebel 29 und
30 sind an den Enden ihrer wagerechten Arme als Kontaktschalter ausgestaltet
und schleifen auf den Kontaktflächen 33 und 34. bzw. 35 und 36 derart, daß sie in
ihrer höchsten Stellung bei eingerückter Kegelkupplung die Verbindung zwischen 33
und 34 bzw. zwischen 35 und 36 unterbrochen halten, in ihrer tiefsten Ste1-htng
bei ausgerückter Kegelkupplunghingegen die Kontakte 33 und 34 bzw. 35 und 36 verbinden.
Die Gewinde der gchraubenspindeln 16 und 17 sind mehrgängig und mit einer Steigung
versehen, welche von gleicher Größe ist wie der Kerbenabstand auf der Kerbleiste
18 bzw. i9 und wie der ebenso groß bemessene Abstand der Skalenkerben am Laufgewichtsbalken
3 bzw. ¢. Eine Umdrehung der Schraubenspindeln entspricht somit der Verschiebung
des zugehörigen Mitnehiners, also auch des zugehörigen Laufgewichts um ein Intervall
der zugehörigen Kerben. Zur Erzielung je einer ganzen Umdrehung der Schraubenspindeln
bzw. zur genauen Einstellung der unter Federdruck stelienden Schneiden 2o oder 21
der Mitnehmer io oder ii in eine Kerbe der Kerbleisten 18 oder i9 ist am rechten
Ende jeder Schraubenspindel eine Scheibe 37 und 38 aus nicht magnetischem Material
aufgekeilt,- welche zwischen zwei Magneten 39 bzw. 40 kreist und einen eisernen
Anker enthält, der bei Schließung des Magnetstromkreises zwischen die Magnetpole
gezogen wird. Dadurch wird sowohl die genaue Einstellung der Mitnehmer gesichert
als auch die Brerrisung der sich drehenden Schraubenspindeln im beabsichtigten Zeitpunkt
bewirkt.
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Die Schaltung der Stromkreise für die Magnete 31 bzw. 32 und 39 bzw.
40 ist nun derart vorgesehen, daß diese Magnete abwechselnd in Tätigkeit gesetzt
werden, d. h. daß, solange der Magnet 31 bzw. 32 unter Strom steht, mithin die Kontakte
33 und 34 bzw. 35 und 36 unterbrochen sind, der Magnet 39 bzw. <1.o stromlos
ist. Hingegen wird der Magnet 39 bzw. 4o erregt, wenn der Stromkreis des Magneten
31 bzw. 32 unterbrochen wird und hierdurch die Kontakte 33 und 34. bzw. 35 und 36
verbunden werden.
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Zur Steuerung der Verschiebungsmechanisinen für die Laufgewichte dienen
die beiden sogenannten Wähler 41 und q.2, welche in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
als gewöhnliche Federwaagen dargestellt sind. Die Wähler können aber auch in Form
von Neigungswaagen oder als der Schwere nach abgestufte, sich je nach der Ausschwingung
der Laufgewichtsbalken auf eine oder mehrere Schneiden aufsetzende Anhängegewichte
beliebiger. Anzahl u. dgl. ausgeführt werden. Zwischen den einstellbaren Anschlägen
der beiden Wähler befindet sich das Ende des Lastarmes 7 des Laufgewichtsbalkens
3 in der Weise, daß er die Anschläge in der Gleichgewichtsstellung der Waagebalken
nicht berührt, hingegen auf einen der beiden Anschläge drückt, wenn das Gleichgewicht
gestört wird. Die beweglichen Teile der Wähler 41 und 42 tragen die Schleifkontakte
43 bzw. 44, welche zur Verbindung der Kontakte 45 und 46 sowie 45 und 47 bzw. der
Kontakte 48 und 4.9 sowie 48 und 5o dienen. Die beiden Wähler sind derart ausgemittelt,
daß die größte Ausweichung ihrer Schleifkontakte 43 bzw. 44 nach unten bzw. nach
oben dem größten, durch Belastung der Waage oder Verschiebung ihrer Laufgewichte
nach außen auf das System der beiden Laufgewichtsbalken 3 und 4 wirkenden Drehmoment
entspricht,
während einer Einstellung der Schleifkontakte 43 bzw.
44 auf die Kontaktpunkte 46 bzw. 49 ein durch Verschiebung des Laufgewichts 8 des
Einerbalkens allein ausgleichbares Drehmoment entspricht. Demgemäß dient die Verbindung
der Kontakte 45 und 46 bzw. 48 und 49 zur Betätigung des Einrückmagneten 31 für
das Einerlaufgewicht, die Verbindung der Kontakte 45 und 47 bzw. 48 und 5o dagegen
zur Schließung des Stromkreises für den Einrückmagneten 32 des Zehnerlaufgewichts.
Hierbei ist es gleichgültig, ob Magnete oder Solenoide verwendet werden. Die Schaltung
der beschriebenen Kontakte und der zugehörigen Magnete ergibt sich aus dem Schaltungsschema
(Abb. 5).
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Die Arbeitsweise der Einrichtung bedingt, daß die Laufgewichte 8 und
9 vorwärts und rückwärts verschoben werden, daß sich also die Schraubenspindeln
16 und 17, mithin auch der Motor 22 in jeder der beiden Drehrichtungen drehen
können, und zwar in der Weise, daß die Drehrichtung einem Verschieben der Laufgewichte
nach rechts (Abb. i) dann entspricht, wenn der Lastarm 7 auf den unteren Wähler
41 drückt, und daß die umgekehrte Drehrichtung bzw. eine Rückverschiebung der Laufgewichte
nach links dann eintritt, wenn der Lastarm 7 auf den oberen Wähler 42 drückt. Um
dies auf einfachste Weise zu erreichen, sind zwei Phasen des Drehstroms für den
Kurzschlußankermotor derart an die Kontakte 57 und 58 (Abb. i) geschaltet, daß der
Motor 22 beim Niederdrücken des Wählers 41 und der Kontaktfeder 55 für den einen
Drehsinn geschaltet wird, hingegen beim Empordrücken des Wählers 42 und seiner Kontaktfeder
56 im entgegengesetzten Drehsinn geschaltet ist.
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Die Gewichtsanzeige der von der Waage selbsttätig gewogenen Lasten
kann sowohl von den Skalen der Laufgewichtsbalken 3 und .I abgelesen als auch durch
eine beliebige elektrische Registriervorrichtung aufgezeichnet werden. Eine solche
ist zwar in der Zeichnung nicht ersichtlich, kann aber z. B. durch Kontakte in den
Kerben der Kerbleisten 18 und i g, deren Schließung ein elektrisches Schaltwerk
bekannter Art einstellt, betätigt werden. Die Ausläufe der ersten oder Nullkerbe
und der letzten Kerbe der Kerbleisten i8. und i9 besitzen je zwei Kontaktstellen
51 und 52 bzw. 53 und 54, welche nach Schema in Abb.6 untereinander und mit
den Einrückmagneten 3 i und 32 verbunden sind. Hierbei ist besonders zu beachten,
daß die Kontakte 5 i und 52 der Kerbleiste 18 des Einerlaufgewichtsbalkens
3 mit dem Einrückmagneten 32 des Zehnerlaufgewichtsbalkens 4 und umgekehrt die Kontakte
53 und 54 der Kerbleiste i9 des Zelinerlaufgewichtsbalkens 4 mit dein Einr ückmagneten
31 des Einerlaufgewichtsbalkens 3 verbunden sind. Wird nun z. B. durch eine Störung
des Antriebsmechanismus oder durch ungenaues Funktionieren eines der beiden Wähler
der Laufgewichtsbalken für die höhere Gewichtsstufe vorzeitig außer Tätigkeit gesetzt,
so wird nach Inbewegungsetzung der niedrigeren Gewichtsstufe der Mitnehinerzabn
derselben an den Auslaufkontakt der Kerbleiste gebracht, weil däs Gleichgewicht
durch die bei der höheren Gewichtsstufe entstandene Störung noch nicht erreicht
ist. Der Zahn schließt nun den Hilfsstrom, welcher den 1?i.nrückmagneten der höheren
Stufe aufs neue in Tätigkeit setzt und damit die richtige Funktion derselben trotz
der Störung herbeiführt. Die Kontakte 51 bis 54 bezwecken also durch in ihnen geschlossene
Hilfsströme, daß letztere wechselweise und nach Erfordernis der Gleichgewichtsherstellung
das eine Laufgewicht dem anderen funktionell beiordnen.
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Die Wägeeinrichtung kann anstatt aus zwei auch aus beliebig vielen
Laufgewichtsbalken beliebiger Abstufung bestehen, deren Arbeitsweise in analoger
Art vor sich geht wie die der beschriebenen Ausführung mit zwei Balken. Auch können
die Balken ohne Änderung des Prinzips mit getrennten Achsen un*(l untereinanderliegend
angeordnet sein.
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Die Wirkungsweise der selbsttätigen elektrischen Wägeeinrichtung veranschaulicht
am besten das folgende Beispiel: Bei unbelasteter Waage und auf den Nullpunkten
ihrer zuglebörigen Skalen stehenden Laufgewichten wird das Ende des Lastarmes 7
(richtige Tarierung der Waage vorausgesetzt) des in der Gleichgewichtslage befindlichen
Balkensystems zwischen den Anschlägen der Wähler 41 und 42 stehen, ohne sie zu berühren.
Hierbei sind die Einrückmagnete 31 und 32 stromlos, weil sämtliche Kontakte
unterbrochen sind.
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Angenommen, man belaste nun die Waage mit 86 kg, so wird der Lastarm
7 einen der Last von mehr als io kg entsprechenden Druck auf den Anschlag des unteren
Wählers 41 ausüben, wodurch die beiden Schleifkontakte 43 und 55 des Wählers abwärts
verschoben werden. Hierbei schließt der Schleifkontakt 55 die Kontakte 57 für zwei
Motorstromphasen, wodurch der Motor sich in dem Sinne dreht, bei welchem die Laufgewichte
von links nach rechts verschoben werden. Vorläufig würden sich aber bloß die Schneckenräder
25 und 26, nicht aber auch die Schraubenspindeln 16 und 17 drehen; weil nun aber
gleichzeitig die Kontaktfeder 43 auf die Zehnerkontakte 45 und 47 verschoben wurde,
erhielt der Zehnereinrückmagnet 32 Strom und zog den Zehnereinrückhebel
30 an. Hierdurch wird die Kegelkupplung 28 in das
Schneckenrad
26 gedrückt und die Schraubenspindel 17 für den Mitnehmer i i des Zehner.-laufgewichts
in Drehung versetzt, welches nun bis zur Kerbe »achtzig« des Zehnerbalkens verschoben
wird. Nun entspricht der Druck des Lastarmes 7 auf den unteren Wähler 41 nicht mehr
io, sondern nur 6 kg. Infolgedessen ist die Kontaktfeder 43 nach oben gerückt, hat
den Zehnerkontakt 47 verlassen und verbindet nunmehr allein nur den Einerkontakt
..16 mit 45. Der Zehnereinrückmagnet 32 wurde durch Unterbrechung der Kontakte 45
und 47 stromlos, und das Fallgewicht des Einrückhebels bewirkte die Ausrückung der
Kegelkupplung 28 und die Stillstellung der Zehnerschraubenspindel 17, welche durch
den ;gleichzeitig erregten Bremsniagneten .L0 in jene Stellung gebracht wurde, welche
zum richtigen Einschnappen der federnden Schneide 21 in den Kerben,-rund der Zehnerkerbleiste
19 erforderlich ist. Gleichzeitig wurde aber der Einereinrückniagnet 31 über die
Kontakte 35 und 36 unter Strom gesetzt, Einrückhebe129 angezogen, hegelhupplung
27 eingerückt, Einerschraubenspindel 16 in Drehung versetzt, mithin IIitnehrner
io und Einerlauf-"ewicht 8 des Einerbalkens 3 nach rechts in E,-wegung gesetzt.
Sobald das Messer des Laufgewichts 8 in die Kerbe 6 der Einerlaufgewichtsskala gelangt
ist, wird das Gleichgewicht erreicht. Der Lastarm übt keinen Druck auf den Wähler
41 aus, und die Kontaktfeder .L°, verläßt die Kontakte d.5 und ...16. Dadurch wird
der Einrückmagnet 31 stromlos, gibt den Einrückhebel 29 frei, die Kegel-Ictlppltlllg
27 wird ausgerückt, die Schraubenspindel 16 stillgestellt und unter Einwirkung des
nun . unter Strom gebrachten Bremsniagneten 39 gesetzt. Der Wägevorgang ist beendet;
wird nun die Last von der Waage entfernt, so bewirken die beiden nach rechts verschobenen
Laufgewichte, daß der Lastarm 7 auf den oberen Wähler 42 einen der Last von 86 kg
entsprechenden Druck ausübt, daß dessen Kontaktfeder .44 auf die. Kontakte 48 und
So eingestellt und somit die Schraubenspindel 17 wieder in Drehung versetzt wird.
Weil aber beim Hochdrücken des Wählers 42 durch die Kontaktfeder 56 eine Umschaltung
der Drehstromphasen des Motors @@ erfolgte, so dreht sich der Motor, mitliin auch
die Schraubenspindel 17 im entgegengesetzten Sinne wie früher, und das f.aufgewicht
9 wird nach seinem Nullpunkt ::u verschoben. Dort angelangt, hat es das Drehmoment
des Gewichtssystems so weit verringert, daß der Wähler .L2 mit seiner Kontaktfeder
4.4 auf die Kontakte 48 und 49 kommt, wodurch der Antrieb des Laufgewichts 9 außer
Tätigkeit, jener des Laufgewichts 8 aber in analoger Weise in Tätigkeit gelangt
und die Rückstellung des Laufgewichts 8 auf seinen Nullpunkt bewirkt. Jetzt ist
das Gleichgewicht wieder erreicht, alle Kontakte sind stromlos und die Bevegungsinechanismen
der Laufgewichte stillgestellt. Es kann eine neue Wägung beginnen.