DE43846C - ^Neuerung an Präcizionswaagen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

ALB. RUEPRECHT in WIEN. Neuerang an Präcisionswaagen.

Die zeitraubendste und unangenehmste Arbeit bei Gewichtsbestimmungen mit der Präzisionswaage ist bekanntlich das oftmalige versuchsweise Auflegen der einzelnen Gewichtsstücke, um in den engsten Kreis des gesuchten Gewichtes zu kommen. Diese Arbeit wächst mit •der Empfindlichkeit der Waage. Abgesehen davon, dafs gerade durch diese Manipulation eine gute Waage am meisten abgenutzt wird, 'rnufs die Arbeit innerhalb des offenen Gehäuses mit der freien Hand erfolgen, welcher umstand durch die von dieser Hand aufsteigende warme Luft für jede Wägung sehr nachtheilige periodische Temperaturveränderungen innerhalb des Gehäuses zur Folge hat. Endlich erleiden auch die kleinen Gewichtsstücke durch das stete Versuchen eine beträchtliche Abnutzung, was insbesondere bei den so ■schlecht handlichen und dem Werthe nach oft schwer erkennbaren Platingewichten der Fall ist.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet nun eine Präcisionswaage, welche den Zweck hat, erstens die Zeitdauer genauer W^Tägungen beträchtlich abzukürzen, und zweitens diese Wägungen für die kleinsten Gewichtsstücke bei geschlossenem Gehäuse vorzunehmen, um dadurch die oben angedeuteten Mifsstände 'zu beseitigen.

Der erste Zweck wird dadurch erreicht, dafs durch die Umdrehung eines aufserhalb des Gehäuses angebrachten 'Schlüssels A (s. Blatt I der Zeichnung) vermittelst .einer Zugstange e und eines doppelartnigen Hebels b, auf welchem die Gewichtskörper g und h bei d und c Auflage finden, diese Gewkbtsfcörper g und h auf den .an der Zunge festsitzenden Ansatz k aufgelegt werden können. Beide Gewichte zusammen sind von solcher Schwere, dafs durch das Auflegen derselben auf den Ansatz k der Schwerpunkt der Waage so tief verlegt wird, dafs dieselbe bei entsprechender Beschleunigung ihrer Schwingungen um tausendmal geringere Empfindlichkeit zeigt, so dafs z. B. die Waage bei einem einseitigen Uebergewicht von ι g genau bei dem zehnten Theilstrich der Scala ihre Ruhelage findet, mithin 1 ° Abweichung vom Nullpunkt einem Uebergewicht von 0,1 g entspricht. Die Ruhelage der Waage ist in diesem Zustande sofort durch ganz langsames Entarretiren herbeizuführen und der Werth der zur Herstellung des Gleichgewichts noch aufzulegenden Gewichte in Einheiten der ersten Decimale unmittelbar von der Scala abzulesen.

Da diese Scala nach jeder Seite hin 20 oder 30 Theilstrkbe hat, so ist der Werth der Gewichtsdifferenzen nach beiden Seiten bis zu 2 ■oder 3 g in -f- oder — abzulesen. Sind bei einer begonnenen Wägung die durch obige Methode gefundenen Gewichte auf die Waagschale aufgelegt, so ist die Empfindlichkeit der Waage zur weiteren, noch genaueren Wägung ungenügend und mufs durch eine kleine Rüc'kdrehung des oben erwähnten Schlüssels bis zu 'einem federnden Anschlag wieder erhöht werden. Durch die kleine Zurückdrehung wird der Gewichtskörper g von der Zunge abgehoben , während der kleinere Gewichtskörper h noch auf dem Ansatz liegen bleibt. Durch die bestimmte Schwere dieses Gewichtskörpers h wurde die Empfindlichkeit der Waage genau um eine Decimale erhöht, und Ist es

nach soeben beschriebener Methode leicht, auch das für Herstellung des Gleichgewichts noch aufzulegende Gewicht innerhalb der zweiten Decimaie von der Scala abzulesen.

Eine weitere Rückdrehung des correspondirenden Schlüssels bis zu seinem festen Anschlag bewirkt, falls nicht noch ein dritter Gewichtskörper für die Werthe der dritten Decimaie in ■ Anwendung gebracht wird, die normale Empfindlichkeit der Waage, ohne diese in ihrer früheren Gewichtslage irgendwie verändert zu haben.

Sollen die Gewichtskörper g und h für willkürliche Herabrückung des Schwerpunktes der Waage oberhalb des Waagbalkens in Anwendung gebracht werden, so ist das Verfahren hier ein umgekehrtes, indem die Vertheilung des Schwerpunktes der Waage derart getroffen sein mufs, dafs bei ihrer höchsten Empfindlichkeit der Gewichtskörper g oder beide, g und h zusammen, auf dem Waagbalken liegen bleiben und zum Zwecke der Schwerpunktsherabrückung mechanisch abgehoben werden.

Der zweite Zweck wird dadurch erreicht, dafs innerhalb des Gehäuses, und zwar unmittelbar über einer an der Endschneide des Waagbalkens frei aufgehängten Waagschale, auf einem Mechanismus ein vollständiger Satz Präcisionsgewichte (im vorliegenden Falle die Platingewichte von 0,5 bis 0,01 g) so gelagert ist, dafs durch das Auf- und Abwärtsschieben der Gewichtsträger die Gewichte auf die Waagschale aufgelegt und abgehoben werden können. Da zum Heben und Senken dieser Gewichte für jedes Gewicht einzeln ein gleicher Mechanismus angeordnet ist, und diese Mechanismen mit Tasten an der vorderen Seite des Gehäuses neben einander hervorragen, so wird durch leichtes Andrücken und Wiederfreigeben dieser Tasten ermöglicht, dafs bei geschlossenem Gehäuse jedes beliebige der gedachten Gewichte für sich direct auf die Waagschale aufgelegt und abgehoben werden kann, was bisher noch bei keiner Waage der Fall war.

Die praktische Ausführung der gedachten Verfahrungsarten für beide Zwecke ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt, und · zwar zeigt Blatt I eine Vorder- und Seitenansicht der ganzen Waage, und Fig. 1 bis 4 Details der Vorrichtung für Herabrückung des Schwerpunktes, und Fig. 5 bis 8 Details der Vorrichtung für Auflegen der kleinsten Gewichte bei geschlossenem Gehäuse.

An der Waagsäule 1 oder an einem besonders für diesen Zweck gefertigten Stativ ist nach hinten zu der Sattel α befestigt, welcher am hinteren Ende zwei Spitzenschrauben ii¹ trägt, um welche sich der Doppelbügel b vertical auf- und abwärts drehen kann. Der Doppelbügel legt seine beiden Arme b um die Waagsäule herum; jeder Arm theilt sich vorn nochmals in zwei etwa 1 cm-vor die Waagsäule tretende und , über einander liegende Arme c d, Fig. ia. Die beiden oberen Arme d dienen zur Aufnahme des Gewichtskörpers h. g und h finden in Spitzenschrauben f, Fig. 3, sichere Lagerung. Von diesen Gewichten ist das obere g beträchtlich schwerer als das genau senkrecht unter diesem liegende Gewicht h. Beide Gewichtsstücke haben in ihrer Mitte eine Oeffnung, durch welche die Zunge i des Waagbalkens hindurchgeht, und die so grofs ist, dafs die Zunge in ihren Schwingungen nicht beeinträchtigt wird. Während nun die Oeffnungen beider Gewichtsstücke an ihren unteren Flächen konische Versenkungen tragen, ist das kleinere Gewicht h an seiner Oberfläche mit einem gleichen, aber vorspringenden Konus versehen.

Auf einem an dem Balken nach unten zu befestigten Bügel oder der Zunge i befindet sich unmittelbar unter dem kleineren Gewicht h ein passender Konus k befestigt. Wenn nun die beiden Bügelpaare c und d mit ihren Gewichten h und g eine Bewegung nach unten machen, so wird zuerst h auf k und alsdann g auf h abgelegt. Natürlich kann hier auch ein drittes, noch leichteres Gewicht als h in gleicher Weise durch den beschriebenen Mechanismus auf den Vorsprung k aufgelegt werden.

Die Drehung des Bügels b bezw. c und d erfolgt von seinem hinteren Ende aus durch eine Zugstange e, ein Excenter und einen aus dem Gehäuse hervortretenden Schlüssel A. An Stelle der bogenförmigen Bewegung des Büsels b kann man demselben auch eine senkrechte Auf- und Abbewegung ertheilen, wie an zwei Beispielen in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. In Fig. 3 ist ebenfalls ein sattelähnlicher Vorsprung α an der W^raagsäule befestigt. Durch denselben gehen in Führungsöffnungen zwei Stangen Z lose hindurch, welche oben in den Bügel b eingeschraubt und unten durch einen Querstab m verbunden sind. An m greift alsdann die Zugstange e an. Natürlich können die Stangen I auch bis unter, die Bodenplatte des Gehäuses gehen und hier direct geführt und durch Excenter und Schlüssel gehoben und gesenkt werden. In Fig. 4 ist die Waagsäule selbst als Führung für die senkrechte Bewegung der beiden Doppelbügel c und d benutzt. In diesem Falle ist dieselbe in cylindrischer Form zu halten, gegen welche sich eine Zwinge oder ein Rohr ρ in einfacher Schlitzführung η und 0 vertical verschieben läfst. Der Doppelbügel b ist mit der Zwinge ρ ähnlich wie bei q fest verbunden. Liegt die Zwinge aufserhalb der Säule, so trägt sie unterhalb ein Sattelstück a^l, an welches die Zugstange e angreift. Liegt das Rohr ρ innerhalb der Säule, so ragt es unterhalb der

letzteren hervor und wird hier unmittelbar durch Excenter und Hebel gehoben und gesenkt. Im letzteren Falle entfällt natürlich die Führung η und Sattel a\ da die beiden Bügelpaare c d, durch den Mantel der Säule hindurchgreifend, an dem inneren Führungsrohr ρ befestigt sein müssen und in den entstandenen Schlitzen χ Führung erhalten.

Durch die Auflegung der abgepafsten Gewichte g und h auf die Zunge i (bezw. den Konus k) des Waagbalkens vermittelst der beschriebenen Vorrichtung wird der Schwerpunkt der Waage so beträchtlich herabgerückt und ■ deren Empfindlichkeit daher so beträchtlich vermindert, dafs die Waage, während sie bei normaler Empfindlichkeit für 0,1 mg Uebergewicht noch ι ° Ausschlag gab, jetzt beispielsweise nur noch für ι g gleichen Ausschlag zeigt. Natürlich kann in diesem wenig empfindlichen Zustande die Tarirung eines zu wägenden Körpers sofort erzielt werden, wobei die letzten io bis 20 g Gewichtsunterschiede an der nach beiden Seiten hin 20 Theilstriche tragenden Scala ohne Weiteres abzulesen sind.

Für weitere Tarirung ist die Waage jedoch zu wenig empfindlich; es mufs daher durch eine kleine Rückbewegung des beschriebenen Doppelhebels b das schwerere Gewicht von der Zunge abgehoben werden, während das kleinere noch liegen bleibt. Dieses Abheben macht ein einfallender Sperrkegel an dem Excenter des angewendeten Hebels für Hand und Ohr erkenntlich und kann je nach der gewählten Schwere der Gewichte [g und h) den Schwerpunkt wieder so hoch rücken, dafs die Waage eine Empfindlichkeit für 10 mg mit i° Ausschlag bei noch sehr beschleunigten Schwingungen zeigt. Falls noch ein drittes, leichteres Gewicht zur Anwendung gelangt, so kann dieses nach Abhebung des zweiten Gewichtes die Empfindlichkeit der Waage für 1 mg mit i° Ausschlag fixiren.

Die Gewichte oder besser die der Schwere nach abgepafsten Körper g und /; und nöthigenfalls noch ein dritter (in welchem Falle der Bügel b beiderseits dreitheilig sein mufs) dienen also nicht zur eigentlichen Auswiegung, sondern lediglich zuerst zur Herabrückung und nachher zur Erhöhung des Schwerpunktes und damit auch der Empfindlichkeit der Waage; sie haben ihren beständigen Platz innerhalb des Gehäuses auf den Armen des Bügels b. Die Auswiegung erfolgt durch Gewichte von ι g aufwärts bei offenem Gehäuse, indem man diese Gewichte von aufsen her auf die Gewichtsschale mit der Hand auflegt.

Da durch das Auflegen der kleineren Gewichte von ι g abwärts auf die Waagschale die Hand fortwährend in das offene Gehäuse eingeführt werden mufs und' hierdurch in diesem durch die aufsteigende warme Luft periodische Wärmeveränderungen herbeigeführt werden, welche bekanntlich sehr beträchtliche und nicht controlirbare Fehler zur Folge haben, so ist für das schnelle und weitere Auswägen bei geschlossenem Gehäuse durch nachstehend beschriebene eigenthümliche Vorrichtung Sorge getragen.

Fig. 5 und 6. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen in der Anbringung einer kleinen besonderen Waagschale 1 unmittelbar unter dem Gehänge, wo sie geringe Pendelung und gar keine drehende Bewegung machen kann. Die Schale ist mit acht neben und zwischen einander symmetrisch angeordneten gröfseren runden Oeffnungen versehen, durch welche, wenn die Schale nach dem Pendel horizontal steht, ebenso viele sich nach oben verjüngende Drähte 2 mit kleinen flachen Ansätzen 3 im Mittel durchgreifen. Ein. hinter der. Waagschale am Gehäuse befestigtes Stativ 4 giebt den Drähten 2 sichere Führung. Letztere endigen unten in Metallstangen 5, welche unterhalb des Bodens mit ebenso vielen Hebeln 6 gekuppelt sind. Diese Hebel treten neben einander horizontal und klaviaturartig an dem Waaggehäuse hervor und sind so eingerichtet, dafs sie, wenn sie mit einem Finger senkrecht leicht angedrückt werden, nach Aufhören des Druckes wieder durch die Federn 7 in ihre Ruhelage zurückgehen. Sollen die Hebel aber unten liegen bleiben, so ist dieses durch einen leichten Druck in horizontaler.Richtung herbeizuführen, indem hierdurch die Zwinge 8 über den Stift 9 übergreift und den Hebel in der unteren Lage festhält.

Die hier in Verwendung kommenden Gewichte von 0,5 bis 0,01 g sind aus Platindraht in einer Form gefertigt, dafs sie sofort ihrem Werthe nach zu unterscheiden sind. Sie finden ihren beständigen Platz ein für alle Mal innerhalb des Gehäuses, auf den kleinen Ansätzen 3 der Drähte 2. Ihr Gewichtswerth ist auf dem zugehörigen Hebel 6 aufserhalb in kräftigen Zahlen ersichtlich. Drückt man nun einen dieser Hebel senkrecht an, so senkt sich (infolge der Kupplung) die zugehörige Stange 5 und der Draht 2; Ansatz 3 tritt unter die Schale 1 und legt sein Platingewicht auf diese ab. Da die Spitze des Drahtes 2 auch in dessen tiefster Stellung, sowie in jeder Stellung des Waagebalkens noch über der Schale 1 verbleibt, so kann das Platingewicht seinen Platz niemals verlassen und wird beim Hochgehen des Drahtes wieder von dessen Ansatz 3 mitgenommen.

Fig. 7 und 8. Diese Vorrichtung kann auch so ausgeführt werden, dafs die kleine Schale 1' nicht durch eine Fläche mit runden Löchern, sondern durch einen Rahmen 2' gebildet wird, dessen Längskanten oberhalb mit sich gegenüberstehenden Kerben zur Aufnahme der Gewichte versehen sind. Die Drähte 2 sind in

Claims (4)

diesem Falle paarweise sich gegenüberstehend angeordnet, (also 16 an der Zahl, unterhalb zu je zweien durch einen gemeinsamen .Querstab mit der Stange 5 verbunden) und tragen an ihrer Spitze die ebenfalls mit Kerben versehenen Ansätze 3', über welche sich die länglichen, an den Enden nach unten abgebogenen Platindrahtgewichte 4' legen, Fig. 8. Die Ablesung des Gewichtes der in wenigen Minuten beendigten Wä'gung erfolgt durch die Anzahl der auf der Gewichtswaagschale liegenden Gramme, dem Werthe aller unten liegenden Hebel (6) und, wenn aufserdem noch Reiter mitbenutzt wurden, dem Werthe des Theilstrich.es seiner Stellung. Die Bewegung des hier beschriebenen Mechanismus für Auf- und Ablegung der kleinen Platingewichte kann natürlich auch hier vermittelst Anwendung von Excentern von verschiedenen Seiten des Gehäuses aus erfolgen. Patenτ-ANspruche: Für Präcisionswaagen:

1. Das Wägeverfahren, bei welchem durch Auflegen von Körpern von bestimmter Schwere auf die Zunge oder einen besonderen Arm des Waagebalkens für verschiedene Gewichtsgruppen (Gramme, Decigramme, Centigramme u. s. w.) mit verschieden grofser Empfindlichkeit der Waage ausgewogen wird, wobei die Schwere jener Körper zweckmäfsig derart gewählt ist, dafs die durch Auflegen derselben bewirkte Empfindlichkeit für das Uebergewicht einer Einheit der betreffenden Gewichtsgruppe stets i° Ausschlag zeigt, um so die noch aufzulegenden Gewichtseinheiten in Theilstrichen von der Scala direct ablesen zu können.

2. Die Vorrichtung zum mechanischen Auflegen und Abheben der unter 1. genannten Körper gh, und nötigenfalls noch eines dritten, darin bestehend, dafs diese Körper ihren beständigen Platz über einander auf Theilarmen cd u. s. w. eines um die Zunge herumgreifenden Bügels b finden, welcher vermittelst eines Hebelsystems von aufsen her vertical bewegt wird, beim Niedergange die mit konischen Führungen versehenen Körper gh... nach einander auf den ebenfalls . konischen Ansatz k der Zunge i ablegt und beim Hochgange dieselben umgekehrt wieder abhebt, Fig. 1 bis 4.

3. Die Anordnung einer vollständigen Garnitur Präcisionsgewichte innerhalb des Gehäuses, auf Drähten 2, welche durch Oeffnungen einer " an dem Waagebalken aufgehängten besonderen Waagschale 1 hindurchgehen und durch ein klaviaturartig vor das Gehäuse tretendes Hebelsystem, auf dem die Gewichtswerthe in kräftigen Zahlen ersichtlich sind, einzeln vertical bewegt werden, wobei sie ihre Gewichte auf die Schale ablegen und beim Hochgehen wieder abheben, zum Zwecke, diese kleinsten Gewichte bei geschlossenem Gehäuse mechanisch auf die Waagschale zu legen, um dadurch innerhalb des Gehäuses schädliche Wärmeveränderungen, welche beim oftmaligen Hineingreifen mit der Hand entstehen würden, zu vermeiden und gleichzeitig die kleinsten Gewichte vor Abnutzung durch häufiges Angreifen mit der Hand zu schützen, Fig. 5 und 6.

4. Der Ersatz der unter 3. genannten besonderen Waagschale durch einen viereckigen Rahmen, dessen Längskanten oberhalb mit Kerben versehen sind, und der Drähte 2 durch Drähtepaare, welche oberhalb ebenfalls gekerbte Ansätze 3' tragen und in diesen die Platingewichte 4' aufnehmen, Fig. 7 und 8.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.