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Selbsttätige Anzeigevorrichtung für Waagen. Selbsttätige Anzeigevorrichtungen
fürWaagen sind bekannt; aber die verschiedenen Vorrichtungen besitzen den großen
Nachteil, daß sie keine genügende Genauigkeit bieten, als daß man sie bei allen
Wiegevorrichtungen anwenden könnte. Diese geringe Genauigkeit hat ihren Grund teils
in der großen Zahl mechanischer Teile für die Übertragung der Bewegung, teils in
dein Prinzip, auf welchem die Anzeigevorrichtung aufgebaut ist.
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Es ist sicher, daß eine Vorrichtung, die nur die Eigenschaften des
Gewichtes ausnutzt, genauer arbeitet und häufigen Störungen weniger unterworfen
ist als diejenigen, die die Elastizität gewisser Materialien ausnutzen. Überdies
muß eine solche Vorrichtung möglichst wenig Gelenke enthalten, und es ist ferner
notwendig, daß diese Gelenke eine mölichst geringe Reibung erzeugen. Endlich muß
die Ablesung der Ergebnisse sehr leicht und genau sein. Es müssen daher die verschiedenen
Maßstäbe sehr groß sein.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Vorrichtung
für Waagen, die diesen vier Bedingungen entspricht. Sie wirkt allein durch die Schwerkraft
der nach und nach auf einen Arm des Waagebalkens aufgebrachten Gewichte. Der belastete
Arm liegt dem Arm gegenüber, der die zu wiegende Last aufnimmt und sie annähernd
ausgleicht. Die Vervollständigung der Ausgleichung wird durch die Neigung eines
Schwinghebels geliefert, wie dies bereits bekannt ist; sie unterscheidet sich von
den bekannten Einrichtungen dadurch, daß alle hinzugefügten Gewichte denselben Angriffspunkt
am Waagebalken haben und infolgedessen gleich groß sein müssen und überdies durch
ihr Absetzen die Anzeigevorrichtung für die Gewichte betätigen, während die Bruchteile
in gleicher Weise auf einem auf seinem ganzen Umfang eingeteilten Zifferblatt angegeben
werden. Diese Anzeigevorrichtung wird durch die Schwingungen eines zweiten als Hilfswaagebalken
ausgebildeten Hebels bewegt. Das Absetzen der Gewichte auf ihre Tragschienen findet
mit Hilfe von mit letzterem fest verbundenen Stützen statt, die immer horizontal
bleiben und die, wenn sie sich heben, nach und nach einen jeden dieser Stäbe anheben,
deren Moment in bezug auf die Drehachse des Waagebalkens gleich dem Moment einer
Gewichtseinheit ist, die auf den Lastträger aufgelegt wird.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt. Es zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt durch die
Waage, Abb. 2 eine teilweise Ansicht einer Einzelheit des Waagengehäuses, betreffend
die Anordnung der Fenster der Anzeigevorrichtung, Abb. 3 einen Querschnitt
durch den unteren Teil des Gehäuses, der die Anordnung der Organe zeigt, die die
Anzeigevorrichtung für die Gewichtseinheiten steuert, Abb. 4 die Anordnung des Schiebers
der Anzeigevorrichtung für die Bruchteile der Gewichtseinheiten, Abb.
5 schematisch die Verbindung der Anzeigevorrichtung mit einem Schwinghebel
dgl.
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Auf einer gewöhnlichen Waage a, die bei a' angelenkt ist, sind die
Lastschale b und die Gewichtsschale c montiert. Auf der Gewichtsschale c
sind die Stützen d und d- befestigt, deren seitliche Flanschen vertikale
Schlitze d2
von verschiedenen Höhen tragen. Der untere Teil dieser Schlitze
ist so ausgebildet, daß er init den Gewichten e in Berührung kommen
und
die Hänger f heben kann, auf welchen sie normal aufruhen.
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Die verschiedenen Schlitze d 2 sind in solcher Weise angeordnet,
daß sie nur allmählich mit den Gewichten in Berührung komm-en und diese nacheinander
anheben, abwechselnd auf den beiden Stützen d, d-, in der Weise, wie
es später noch näher beschrieben ist.
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Die Tragschienen f für die Gewichte e sind an den beiden Armen
eines nach Art eines Waagebalkens aufgehängten Hebels g angehängt und durch
ein verstellbares Gewicht h, (las exzentrisch angeordnet ist, ausgeglichen. Die
Schwingungen dieses Hebels werden durch eine Bremse i beliebiger Form gedämpft.
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Ein mit der Stütze d- fest verbundener Arm j ist nach aufwärts
verlängert, um die Achse kl aufzunehmen, auf welcher die Skalenscheib#
k montiert ist. Letztere trägt auf einem Teile ihres Umfanges eine Reihe
von Ziffern, die nach ihrer Zahl und nach ihrem Werte den verschiedenen Gewichten
e entsprechen, die von den Hängern f getragen werden. Ein mit dem Arm
j fest verbundener Arm j1 ist in der Weise angeordnet, daß er die von der
Skalenscheibe k getragenen Ziffern in der Weise verdeckt, daß er durch ein
geeignet angeordnetes Fenster nur die Ziffer erscheinen läßt, die der Zahl der Gewichtseinheiten
entspricht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat man angenommen, daß die
Waage acht Gewichte trägt, d. h. daß sie mit 8 kg austariert. ist. Infolgedessen
trägt die Skalenscheibe k die Ziffern i bis 8. Es ist klar, daß ihre
Anzahl beliebig sein kann.
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Der Hebel g, der um die Schneide gl schwingt, trägt einen senkrechten
Arm g' ' der an seinem freien Ende mit einem Zahnsektor gs versehen ist.
Letzterer steht mit einem kleinen Zahnrad 12" das auf der Achse i i der Anzeigevorrichtung
1 aufgekeilt ist, in Eingriff. Die Übersetzung zwischen dem Zahnsegnient
und dem Zahnrad ist so gewählt, daß die Skalenscheibe bei jeder halben Schwingung
des Hebels eine nahezu vollständige Umdrehung ausführt. Wie man sieht, trägt die
Anzeigevorrichtung 1 auf ihrem Umfang zwei Einteilungen, die einander entgegengesetzt
angeordnet sind, d. h. die eine von ihnen geht von o bis iooo, während die
andere von iooo bis o geht. Diese Einteilungen entsprechen den Bruchteilen der verwendeten
Einheit, also im Ausführungsbeispiel den Grammen. Diese Anordnung ist notwendig,
weil die Anzeigevorrichtung 1
durch den Zahnsektor gs eine hin und her gehende
Bewegung erhält und ihre Bewegung nach jeder halben Schwingung des Hebels
g
umgekehrt wird. Andererseits ist es notwendig, daß, da das Ablesen der Bruchteile
der Einheit bald auf der einen Einteilung und bald auf der anderen vorgenommen werden
muß, nur diejenige Einteilung, die abgelesen .b bl werden soll, sichtbar
gemacht wird. Zu diesern Zweck montiert man auf einer in den Seitenwänden it des
Gehäuses befestigten Achse wl- einen schwingbar gelagerten Rahinen in (Abb. i und
4), dessen Teile über der Anzeigevorrichtung 1 liegen und der ein Fenster
besitzt, das je nach der Lage des Rahinens in nur die verlangte Einteilung
erscheinen läßt. Die hin und her gehende Bewegung des Schiebers wird durch die Skalenscheibe
k
der Einheiten vermittels einer nach einer Sinuslinie geformten Nut gesteuert.
Ein System von Hebeln j' und j', das einerseits bei..j#I am Arm j und anderseits
bei m2 am Rahmen in angelenkt ist und einen Stift oder eine Rolle f trägt,
greift in die sinuslinienförmige Nut k2 ein und überträgt die notwendige
hin und her gehende Bewegung auf den 23 Rahmen m.
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Das Drehen der Skalenscheibe k geschieht durch folgende Anordnung:
Eine Achse o ist so angeordnet, daß sie in den von den Stützen d und d' getragenen
Lagern sdiwingen kann (Abb. i und 3); auf dieser Achse sind entsprechend
der um eins verminderten Zahl der Gewichte c und rechts von jedem einzelnen
derselben Anschläge P angeordnet, auf welchen Stifte pl. aufruhen. Letztere -werden
längs der Wände der Stützen geführt. Ihr oberes Ende liegt in der Höhe des unteren
Endes eines jeden der vertikalen Schlitze d'. Nur das erste Gewicht e besitzt
weder Anschläge noch einen Stift und ruft infolgedessen keine Drehung der Skalenscheibe
k hervor. Es muß in der Tat bemerkt werden, daß sein Aufsteigen nur anzeigt,
daß die Last dem Gewicht einer Einheit gleich ist, aber nur einem Bruchteil dieser
Gewichtseinheit, und daß die erste Ge-wichtseinheit nur erreicht wird, wenn das
zweite Gewicht gehoben el wird. Ein System von Hebeln q, ql,
q2, ql, q 4 das einerseits mit der Achse o und anderseits
mit der Skalenscheibe k verbunden ist, vermittelt die Drehung dieser Scheibe.
Die Anschläge p
werden infolge der großen Übersetzung der Hebel q bis q4 leicht
in bezug aufeinander freigegeben, was in der regelmäßigen, der Aufeinanderfolge
der Gewichte entsprechenden Ordnung geschieht. Das leichteste Anheben eines Gewichtes
c durch die Stützen d und d' wird die Drehung der Skala k hervorrufen
und in dem Fenster des Armes jl. eine Änderung der Ziffer bewirken. Alle diese Teile
sind in ihrer Gesamtheit so ausgeglichen, daß sie nur eine sehr schwache und gleich
groß bleibende, hebende Wirkung ausüben.
Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
ist folgende: Der Waagebalken a sei im Gleichgewicht, der Nullpunkt der Einteilung
erscheint in den Fenstern der Anzeigevorrichtung. Legt man auf die Lastschale
b eine Last x, so schwingt der Waagebalken a aus, und die Gewichtsschale
c sucht die Stützen d und d- bei ihrer Bewegung mitzunehmen. Der am wenigsten
tiefe vertikale Schlitz d-', der im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Stütze
d gehört, erreicht natürlich zuerst das entsprechende Gewicht e und hebt
es über seine Tragschiene f.
Infolge der Erleichterung dieser Schiene sucht
er unmittelbar eine halbe Ausschwingung des Hebels g zu erzeugen, die übrigens
durch die Bremse i gedämpft wird, und die so lange andauert, bis der folgende vertikale
Schlitz, der zur Stütze d- gehört, seinerseits in Berührung mit dem entsprechenden
Gewicht-- e kommt und es anhebt. Der Hebel g sucht nun nach der entgegengesetzten
Richtung auszuschwin-"en, a bis zu dem Moment, wo der folgende vertikale Schlitz,
der zur Stütze d gehört, seinerseits das entsprechende Gewicht hebt und eine
dritte halbe Schwingung des Hebels g
auslöst. jede dieser durch die Bremse
i gedämpften Schwingungen wird nicht vollständig ausgeführt, da die Geschwindigkeit
des Aufsteigens der Stützen nach dem Aufsetzen der Last auf die Lastschale gegeben
ist. Es wird nur eine unmerkliche Bewegung des Waagebalkens g hervorgerufen.
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Die Stützen d und d- werden natürlich nur so weit angehoben,
bis die der Last genau entsprechenden Gewichte von ihren Unterlagen abgehoben sind.
Beim Bewegen des Waagebalkens dreht sich auch die Anzeigevorrichtung 1 um
den entsprechenden Winkel.
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Man hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel angenommen, daß die
Last, die das Anheben einer gewissen Anzahl Von Gewichten c verursacht hat,
nicht ausreicht, um mehr als drei in der gehobenen Lage zu erhalten. Man kann tatsächlich
bemerken, daß der untere Teil des vierten senkrechten Schlitzes d2,
der zur
Stütze d' gehört, auf der Höhe des vierten Gewichts angekommen ist, aber es nicht
angehoben hat. Hieraus folgt, daß die Anzeigevorrichtung 1 in der Mitte ihrer
Umdrehung festgestellt wird, und daß sie die Einteilung, die die Hälfte einer Gewichtseinheit,
z. B. 500 g, angibt, in dem Fenster des Rah-;Z inens in erscheinen läßt.
Das allmähliche Anheben der Gewichte e gestattet, so rasch es vor sich geht, nicht
jedem der Stifte pl auf dem entsprechenden unterhalb angeordneten Anschla- zu wirken.
Aber am Ende der aufsteigenden Bewegung der Stützen wirkt das im Heben begriffene
Gewicht auf den Stift p", um durch Vermittelung des Anschlages p die Achse
o mitzunehmen, - was eine teilweise Drehung der Skalenscheibe k bewirkt
und in z3
dem Rahmen in nach erreichtem Gleich-"ewicht die verlangte Zahl
der Gewichtsein heiten erscheinen läßt.
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Nachdem die Last x, -wie oben gezeigt wurde, (-las Heben der
drei Gewichte und eine halbe Drehung der Anzeigevorrichtung 1 bewirkt hat,
erscheint die Ziffer 3 in dem Fenster des Rahmens f, während die Einteilung
0,500
durch das Fenster des Rahmens in sichtbar wird. Das Ablesen der Anzeigevorrichtung
zeigt also, daß das Gewicht der Last x gleich 3 kg 500 9 ist.
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Da das Anheben der Gewichte e abwechselnd durch die Stützen
d und d' bewirkt wird, folgt, daß alle ungraden Gewichte 1, 3, 5
usw.
zuerst angehoben werden, während die graden Gewichte 2, 4, 6 usw. durch die
andere Stütze gehoben werden, und daß die Schwingungen des Hebels g und infolgedessen
der Anzeigevorrichtung 1 abwechselnd in entgegengesetzter Richtung erfolgen.
Es ist also notwendig, daß je nach der Richtung des letzten Ausschwingens
der beiden Anzeigevorrichtungen 1 und k der Rahmen in eine solche
Lage einnimmt, daß er die verlangte Einteilung f reigibt, und deshalb ist
die Kurvennut kl so angeordnet, daß sie den Rahmen von links vor die Einteilung
führt, wenn eine ungrade Zahl durch das Fenster des Armes j1 sichtbar wird, während
sie ihn von rechts gegen die Einteilung führt, wenn eine gerade Ziffer erscheinen
wird.
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Die Skalenscheibe k wird infolgedessen stets so mitgenommen
wie der Rahmen f durch die Stützen d und d' bei ihrer Auf- und Abwärtsbewegung.
Hieraus folgt, daß, je
mehr die Stützen gehoben werden, eine um so höhere
dem Gewicht entsprechende Zahl erscheinen wird. Es ist daher notwendig, daß das
Fenster n', das in der Wand iz des Gehäuses angebracht ist, genügend hoch gemacht
wird, wie Abb. 2 zeigt, damit die Zahl von außen sichtbar wird, wie immer ihre Lage
sei. Das Fenster n2, das den Bruchteilen der Einheiten entspricht, muß genügend
breit ausgeführt sein, um die entsprechend breitere Einteilung erkennen zu können.
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Um andererseits zu vermeiden, daß die Skalenscheibe k und der
Rahmen m nicht vor Beendigung des Weges der Anzeigevorrichtung 1 in Bewegung
kommen, was durch den übertragungsmechanismus, der die Hebel q, die Achse o, die
Anschläge p und die Stifte pl uraf aßt, bedingt ist, hat man auf der Anzeigevorrichtung
1 zwischen den Endpunkten ihrer Einteilung ein vorspringendes Stück r angeordnet,
das mit den Stiften s unds' des Schiebers m in Berührung kommt, und daß das Feststellen
dieses letzteren bis zur Beendigung
des Weges der Anzeigevorrichtung
1 sichert. Der eine der beiden Stifte -wirkt auf die Bewegung in der einen
Richtung und der andere Stift für die Bewegung in der entgegengesetzten Richtung.
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Die Anzeigevorrichtung kann außerdem noch zum Aufdrucken. des Gewichtes
auf eine kleine Karte oder auf einen Streifen verwendet werden. E s würde
beispielsweise in diesem Falle genügen, die Scheibe k durch eine symmetrisch
angeordnete Scheibe von größerem Durchmesser zu ersetzen und auf ihrem Umfange,
ebenso wie auf der Anzeigevorrichtung 1 geeigneten Typen vorzusehen, an welche
selbsttätig oder nicht selbsttätig an einer beliebigen Stelle und zu beliebiger
Zeit der, Streifen oder die Karte, die mit dem Aufdruck versehen werden soll, angedrückt
wird.
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Obwohl der vorstehende Anzeigernechanismus in seiner Anwendung auf
einer Waage beschrieben wurde, ist es verständlich, daß die Erfindung nicht hierauf
beschränkt -#Verden kann, und daß man sie auch atif eine tragbare Waage, auf eine
Brückenwaage und auf jede andere Wiegevorrichtung von beliebiger Form anwenden kann.
Ein Beispiel hierfür ist in Abb. 5 gegeben, in der eine Hebelwaage schematisch
dargestellt ist, die mit der Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet
ist. Die Vorrichtung enthält nur den linken Teil des in Abb. i dargestellten Waagebalkens
a und die Anzeigevorrichtung. Das Lastschalenende des Waagebalkens a ist über seinen
Zapfen d ein wenig verlängert. Diese Verlängerung enthält eine Gelenkachse
a2, die mittels der Stange t mit den Hebeln der Waage verbunden ist. Selbstredend
muß die Entfernung, die den Zapfen al vom Gelenk a' trennt, in einem bestimmten
Verhältnis zu den Hebeln der Waage stehen, damit die Gewichte c in dem verlangten
Verhältnis zu den Gewichtseinheiten stehen, die sie darstellen sollen.
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Es ist ferner klar, daß die vorbeschriebene Anordnung einer Gewichtsanzeigevorrichtung
im einzelnen Abänderungen erfahren kann, ebenso in der Führung der Bestandteile
wie in ihrer Form, ohne sich aus dem Bereich des Erfindungsgedankens zu entfernen.