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Wägeverfahren Das übliche Wägeverfahren mittels Präzisionswaagen z.
B. für analytische Zwecke beruht darauf, daß die Schwingungsweiten des Waagebalkens
unter dem Einfluß des Übergewichtes diesem letzteren proportional sind. Das Gewicht
des Wiegegutes wird demnach aus der Ablenkung eines das Lastgewicht tragenden, ohne
jegliche Dämpftrog aussch-vvingenden Systems auf Grund der zur Feststellung der
Umkehrpunkte dienenden Beobachtung einer größeren Anzahl von Schwingungen ermittelt.
Aus der Beobachtung der Zeigerschwingungsbögen können die Bruchteile eines Gewichtes
bestimmt werden, indem man die Bogen"veiten einer Anzahl von Schwingungen feststellt
und einen Mittelwert derselben errechnet, der die Bogenweite zwischen der genauen
Gleichgewichtslage des Ballrens und derjenigen Lage angibt, bei welcher das System
nach dem Aufhören der Schwingungen zum Gleichgewicht kommen würde und welcher Mittelwert
demnach dem gesuchten Übergewicht proportional ist. Dieses Wägeverfahren ist zeitraubend
und für technische Zwecke, z. B. bei .automatischen, zum Füllen von Behältern mit
konstantem Warengewicht bestimmten Vorrichtungen für große Leistung, ungeeignet.
Es gibt auch Wägeverfahren, bei denen das gesuchte Gewicht aus einer einzigen Aasschwingung
ermittelt wird, wobei nach Ablauf.einer durch wesentliche Dämpfung verkürzten Schwingungszeit
bei Erreichung der neuen Gleichgewichtslage das zu ermittelnde Gewicht abgelesen
wird. Hierbei leidet jedoch offensichtlich die Genauigkeit und Raschheit der Abwägung.
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Die Erfindung vermeidet die Notwendigkeit einer Dämpfung einerseits
und der Beobachtung einer Reihe von Schwingungen andererseits, und zwar dadurch,
daß man das das Lastgewicht tragende System in einem bestimmten, für alle Wägungen
gleichbleibenden Punkt seines Schwingungshubes festhält, es dann zwecks Ausschwingens,
ausgehend von diesem Ruhepunkt, freigibt und dabei die jeweilige, dem zu ermittelnden
Gewicht proportionale Größe der Ablenkung feststellt. Zweclunäßig klemmt man das
schwingende System in (lern Umkehrpunkt der Aasschwingung zwecks Erleichterung des
Abmessens fest. Die Zeitdauer der Abwägung wird auf diese Weise wesentlich, beispielsweise
auf einige zeluitel Sekunden, abgekürzt, ohne daß die Genauigkeit darunter leidet,
da nur eine einzige Aasschwingung für jede einzelne Wägung erforderlich ist. Die
Aasschwingung beginnt mit einer Anfangsgeschwindigkeit gleich Null im Gegensatz
zu den bekannten Verfahren, wo (diese Anfangsgeschwindigkeit, weil beim Einschalten
der Waage die Schneiden ihren Sitzen mehr oder weniger rasch
genähert
werden, infolge der hierbei zugeführten lebendigen Kraft nennenswert ist uqd die
Messung infolge der wechselnden Grieße dieser zusätzlichen Kraft auf Grund einer
einzigen Ausschwingung ummöglich macht.
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Die Erfindung ist in den Zeichnung°.i beispielsw:ise dargestellt.
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Abb. i zeigt schematisch die allgemeine Wirkungsweise der Vorrichtung.
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Abb. 2 und 3 zeigen ebenfalls schematisch die Wirkungsweise für geringe
und für starke Übergewichte.
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Abb. 4. und 5 zeigen die Seitenansicht und Vorderansicht der praktisch
ausgeführten Waage gemäß der Erfindung.
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Die dartestellte Waage ist besonders dazu bestimmt anzugeben, um wieviel
der zu wägende Gegenstand ein bestimmtes Gewicht übersteigt. Dieses ist z. B. erforderlich
beim Kontrollieren von mit Zuckerwürfein gefüll-
ten Schachteln, in welche
der Zucker in einer stets gleichen Würfelzahl eingepackt wird, wobei jedoch, da
die Dichte des Zuckers aus unterschiedlichen Gründen veränderlich ist, die Schachteln
trotz der gleichen Anzahl von Würfeln nicht stets das vorbestimmte Gewicht aufweisen.
Man verfährt gewöhnlich so, daß das Gewicht der Schachtel das Sollgewicht, z. B.
i kg, um einen kleinen Betrag übersteigt. Da jedoch nur der Preis für i kg berechnet
wird, so hat der Fabrikant ein Interesse, daß die überschüssigen Würfel aus dein
Karton entfernt werden. Zu diesem Zwecke inuß das Übergewicht durch Wägen festgestellt
werden.
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Die gefüllten Schachteln werden einzeln durch eine Fördervorrichtung
auf die rechte Wägeschale zugeführt, welche in diesem Zeitpunkt sich in einer bestimmten
Höhe befindet, die durch die waagerechte Ebene 30 (Abb. 2 und 3) angegeben ist.
Auf die linke Schale setzt man dagegen das Kilogewicht i9 oder ein anderes Gewicht,
welches genau der abzuwägenden Menge entspricht. Wiegt die Schachtel genau i kg,
so befindet sich der Schwerpunkt 32 des Systems (_@1bb. i) auf der Lotrechten, die
durch die Mittelschneide 29 gezogen ist. Wenn in einem solchen Falle die Fördervorrichtung
die Schachtel ohne lotrechte kinetische Komponente zuführt, so bleibt die Waage
im Stillstand.
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Wenn aber auf die rechte Lastschale eine Schachtel aufgeschoben wird,
welche etwas schwerer ist als i kg, so u-ird sich der Schwerpunkt des Ganzen z.
B. nach 34 verlegen. Beine Aufbringen der Last wird das System durch eine Festklemnivorrichtung
in seiner Nullage festgehalten. Wenn nun die Festkleminvorrichtung freigegeben wird,
so wird das ganze System eine Schwingung ausführen, bis zu dem Zeitpunkt, it-o der
Schwerpunkt in die Lage 36 gelangt, die in bezug a_uf die Lotrechte 29, 32 symmetrisch
zu dem Punkt 34 ist. In diesem Zeitpunkt geht die Geschwindigkeit der Schwingbewegung
wiederum durch den Wert Full. Dieser Zeitpuül;t wird ausgenutzt, um den Waagebalken
von neuem zu verriegeln. Die hierzu benutzte Festklemmvorrichtung besteht aus einer
zur Schwingungsachse des Systems konzentrisch angeordneten Scheibe 2o, die durch
zwei an gegenüberliegenden Stellen ihres Umfanges angreifende Backen festgebremst
werden kann. Es ist ersichtlich, daß die Schwingungsweite derPendelbewegung durch
dc#ii Winkel3T, 29, 36 geniessen wird und <1<;r dieser Winkel uni so größer
ist, je beträchtlicher der Abstand 32, 34 ist, ,während dieser letztere Abstand
seinerseits um so größer ist, je größer ;las Übergewicht auf der rechten Schale
ist. Man kann somit das nx:rgewiclit durch Messar der Schwingungs-@ceite feststellen.
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Abb.3 zeigt die Bewegung bei großem Übergewicht, wobei die Lastschalenebene
30 his zu der Höhenlage 3; sinkt, während die Abb. 2 den Fall eines geringen Übergewichtes
veranschaulicht, bei welchem die Ebene 30 nur bis zur Lage 3g gesenkt wird.
Wird im Zeitpunkt der Verriegelung der Waage ani Hubende in der Lage 3; bzw. 38
z. B. mittels eines Anschlagstiftes i_5, der mit einem den Zeiger 2; tragenden Hebel
i5z ein Ganzes bildet, eine Berührung mit einer Aussparung 4o der Scheibe zustande
gebracht, so wird der Zager in die Lag-,4i (Abb. 3) bzw. .I2 (Abb. 2) gelangen.
Das Profil der Aussparung 4o kann derart beimessen und ausgebildet sein, daß die
Lage 4.1 bzw. .I2 des Zeigers 27 genau anzeigt, wo sich der letzte Würfel,
beginnend von links, befindet. welchc-n inan aus der Packung entfernen inuL;, damit
ihr Getcicht ,genau auf i kg kommt.
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Nachdem dieser Punkt festgestellt und gegebenenfalls markiert ist,
werden die Brenishacken der Scheibe 20 gelöst, so da1,l der Waagcbalker,
wieder in seine Ausgangslage zurückschwingen kann, wobei der Schwerpunkt des gesamtes
Systems theoretisch von 36 nach 34. zurückkehrt. Die Schachtel kehrt omit, da die
Bewegung nicht abgebremst s s
wird, in die Anfangsstellung zurück, aus welclier
sec sodann weitergeschoben und durch eine frische ersetzt werden kann.
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Die Charakteristik der einzigen Scliwingtiugs@ie«-egung des Z@'aagebalhens
kann d@rart berechnet werden, daß eine genügend rasche Abw@igting erreicht wird,
ohne daß clie Empfindlichkeit leidet. 'Bei untmterbrochenem Betrieb erhält die Vorrichtung
eine 71e ichmäßige Geschwindigkeit, und unter diesen Pe(iiiigun"eti zeigt sich die
durch den
Versuch bestätigte Tatsache, daß die Dauer der verschiedenen
Gewichtsdifferenzen zugehörigen Schwingungen ganz unabhängig von dem jeweiligen
Übergewicht praktisch konstant bleibt. Mit anderen Worten, die Schwingungen sind
genügend isochron, ganz unabhängig von ihrer Schwingungsweite, so daß man das Verriegeln
durch die Bremsbacken zu festgestellten Zeitpunkten v ornehinen kann, z. B. mittels
Steuernocken, welche eine gleichförmige Kreisbewegung ausführen, wobei die Feststellung
der Scheibe 2o stets in dem Augenblicke erfolgt, in dem die Geschwindigkeit der
Schwing- oder Pendelbewegung durch den Wert Null geht. Diese Tatsache gilt jedoch
nur für geringe Schwingungsweiten von etwa io°, welche nur unzvesentlichenGewichtsdifferenzen
entsprechen, «-as aber bei der vorliegenden Waage, die nur zum Feststellen der überschüssigen
Anzahl vonZuckerwürfeln bestimmt ist, auch zutrifft.
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Bei der Vorrichtung gemäß Abb. ,4 und 5 werden die Schachteln 43 durch
einen Förderer auf die rechte Lastschale 26 aufgeschoben, die durch den Träger 23
abgestützt ist. Dieser Träger besitzt an dein unteren Teil einen Ring 17, welcher
auf einer Schneide des Waagebalkens 16 ruht und eine nach unten ragende Stange 1d.
trägt. Die Gewichtsschale ii; (links in Abb. 4) ist ganz entsprechend auf dem Waagebalken
16 gelagert und ausgebildet. An den Verlängerungen 1q. der beiden Schalenträger
greifen in üblicher Weise mit Schneide und Gegenschneide Lenkerstäbe 13 an, die
zum Aufrechterhalten. der waagerechten Lage der Schalen iS, 26 dienen. 'Der Waagebalken
16 ruht mittels der mitt:2ren Schneiden 29 auf der Stütze i i, welche einen Teil
des Ständers i bildet. Konzentrisch zur Achse der Schneiden 29 angeordnet, ist die
Scheibe 2o fest mit dem Waagebalken 16 verbunden und kann durch Bremsbacken 25 verriegelt
'werden. Die Bremsbacken sind auf Hebeln 22 angebracht, die durch eine Ouerschubstange
21 verbunden sind. Der Antrieb der Bremsbacken erfolgt periodisch durch einen Gleitrollenhebel
6, der durch die auf der Hauptantriebswelleq. sitzendeNockenscheibe2 gesteuert wird.
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Irn gegebenen Zeitpunkt kommt der einen Anschlagstift 15 tragende
Hebel 15x, dessen Bewegung ebenfalls durch eine Nockenscheibe 2-': gesteuert wird,
in Berührung mit der Aussparung q.o der Scheibe 2o. Der Hebel i5z sitzt auf derselben
Welle i5° wie der Zeiger 27, welcher an seiner Spitze eine Aufdruckinarke trägt.
Wenn der Hebel 15x bei seiner Bewegung durch die Aussparung 40 der Scheibe 2o in
einem bestimmten Grenzpunkt angehalten wird, so wird der damit verbundene Zeiger
27 mit seiner Aufdruckmarke vor einem bestimmten Punkt der Schachtel .43 anlangen,
und man kann dann auf das mit der Aufdruckinarlze versehene Ende des Zeigers 27
mittels der Platte 28 einen Druck ausüben, um die Aufdruckmarke am Ende des Zeigers
27 auf die Schachtel 4.3 aufzudrücken, so daß ersichtlich ist, «-elche Zuckerstückchen
aus der Packung entfernt werden müssen, damit sie das richtige Gewicht erhält. Die
Platte 28 wird durch den Hebel 24 getragen, der um die Welle 9 schwenkbar
ist, die auf dem Querbalken io sitzt. Die Bewegung des Hebels 2.1. wird durch eine
mit einer Kurvennut versehene Steuerscheibe 3 gesteuert, und zwar durch den Rollenhebel
S; Vorgelegehebel 7 und Schubstange 5.