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Präzisionsfederwaage Es- sind bereits Präzisionsfederwaagen Bekanntgeworden,
bei denen bei federnder Lagerung des Waagebalkens die Drehachse des Waagebalkens
an den inneren Enden von mehreren entgegengesetzt wirkenden Spiralfedern aufgehängt
ist. Die Drehachse ist in diesem Falle an die inneren Enden von drei Spiralfedern
gehängt, von denen die beiden an den Enden der Drehachse angreifenden Federn in
der einen Richtung und die in der Mitte der Achse angreifende dritte.' in entgegengesetzter-Richtung
gewickelt ist Der Zweck der gleichzeitigen -Verwendung von entgegengesetzt gewickelten
Spiralfedern war in- erster Linie der, die -durch Temperaturschwankungen verursachten
Verstellungen der beiden in gleichem Sinne gewickelten Aufhängefedern" zu kompensieren
und den Waagebalken demgemäß auch bei wechselnden Temperaturen stets in der durch
beliebige -mechanische Mittel eingestellten Nulllage zu halten. Außerdem sollte
durch die dritte, in entgegengesetzter Richtung gewickelte Feder noch Ermüdungserscheinungen
der beiden anderen Federn entgegengewirkt und endlich auch eine Dämpfung. bei plötzlicher
Entlastung des . Waagebalkens hervorgerufen werden. ' Es- hat sich gezeigt, daß
es besonders bei Waagen für - feinste' Gewichte ungemein schwierig ist, die Federkräfte
genau aufeinander abzugleichen, und zwar ist dies besonders schwierig bei Feinwaagen,
die in der eingangs angedeuteten Weise zur Erzielung höchster Meßgenauigkeit bei
kleinen Meßbereichen mit einem federnd gelagerten Waage-Balken versehen sind. Bei
diesen Waagen ist die Abgleichung von mehreren in verschiedenen Richtungen gewickelten
Federn deshalb so besonders schwierig, da die Federn doch auch noch den Waagebalken
tragen und bei nicht absolut gleichmäßiger Justierung eine mehr oder weniger starke
Verlagerung des Waagebalkens, besonders auch bei den im Verlauf der Wägungen auftretenden
verschiedenen Belastungen des Waagebalkens, vorkommt. Dies ist auch der Grund, weshalb
sich die bekannten Waagen dieser Art nicht einzuführen vermochten. ' Die .vorliegende
Erfindung beruht in der Erkenntnis, daß die bei derartigen Waagen durch die Temperatureinflüsse
entstehenden Änderungen der Federkonstanten im Verhältnis zu den vorgenannten Schwierigkeiten
unbedeutend sind und vernachlässigt werden können.
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Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die Drehachse nur von zwei
an ihren Enden angreifenden, im gleichen Sinne gewickelten Federn getragen wird.
Eine solche Waage gestattet es, Wägungen feinster Gewichte mit größter Genauigkeit
durchzuführen. Sie hat außerdem den Vorteil eines technisch ganz außerordentlich
einfachen
Aufbaues. , Die in Kauf genommenen kleinen Abweichungen
der Nullpunktslage durch während der Wägung eintretende Temperatureinflüsse sind
belanglos und können vernachlässigt werden, während etwa vorher beobachtete Abweichungen
der Nullpunktslage durch die üblichen mechanisch betätigten Einstellmittel der Waage
ausgeglichen werden können, wenn die die Nullpunktslage des Waagebalkens bestimmenden
Zeichen beispielsweise in bekannter Weise gegeneinander verschiebbar angebracht
sind.
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Abb. i zeigt schematisch . das Prinzip der neuen Waage. ' a ist der
Waagebalken, in dessen Kröpfung b das Wagegut eingehängt wird. Dieser Waagebalken
ist an einem Querbalken c befestigt, der seinerseits an den mittleren Enden von
zwei Spiralfedern d befestigt ist, die im gleichen @ Sinne gewickelt sind. Diese
Federn sind ihrerseits wieder mit ihren äußeren Enden an dem Stab e angebracht,
der exzentrisch am der Achse f befestigt ist. Diese im Gehäuse gelagerte Achse f
trägt den Glaszeiger g. Die Wägung geht in bekannter Weise so vor sich, daß das
Wagegut in die Kröpfung b eingehängt wird und dann der Glaszeiger g so weit über
der Skala h gedreht wird, bis der Waagebalken a
sich wieder in seiner ursprünglichen
Nulllage befindet.
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Der Waagebalken a wird somit also nur von den beiden im gleichen Sinne
gewickelten Federn d getragen, die bei der außerordentlich, einfachen Anordnung
verhältnismäßig leicht mit der erforderlichen- Exaktheit justiert werden können.
Eine automatische . Korrektur eines evtl. Temperatureinflusses auf diese beiden-Federn
ist also-nicht vorgesehen. Die durch ev tl. Temperatureinflüsse sich ergebende geringe
Verschiebung der Nullage wird dadurch behoben, daß der Nullpunkt selbst veränderlich
vorgesehen ist. Die in der Abb. i hierfür gezeigte Anordnung besteht aus einer vor
dem Waagebalken angebrachten durchsichtigen Gehäuseplatte i, auf der ein Strichkreuz
k angebracht ist, und aus einer hinter dem Waagebalken angebrachten zweiten Platte
1, die ebenfalls ein Strichkreuz m trägt. -Die Nullage des Waagebalkens a ist dadurch
definiert, daß der Mittelpunkt des vorderen Kreuzes, der des hinteren Kreuzes und
der Waagebalken selbst aufeinander einspielen müssen, wie dies in Abb.2 angedeutet
ist. Die Verschiebung dieser Nulleinstellung geschieht nun in vorliegendem Falle
dadurch, daß die hintere Platte l an einem Faden n aufgehängt ist, der andererseits
an der entsprechend gelagerten Achse o befestigt ist und durch Drehen des an der
Achse o befestigten Knopfes p auf die Achse auf- bzw. von ihr abgewickelt werden
kann. Die Platte l kann, gespannt durch die Feder q, höher oder tiefer einge= stellt
werden.
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Mit Hilfe dieser Anordnung ist es somit möglich, auf außerordentlich
einfache und billige Art Präzisionsfederwaagen zur Wägung kleinster Gewichte anzufertigen.
So ist ohne weiteres die Möglichkeit gegeben, Federwaagen für i und 2 mg, wie sie
bisher noch nicht angefertigt werden konnten, herzustellen. Will man die Wägung
noch kleinerer Gewichte damit ausführen, so ist es erforderlich, Spiralfedern von
großer Länge, d. h. großer Windungszahl bei kleinem Windungsabstand, zu verwenden.
Da bei Waagen der vorliegenden Art, d. h. bei Waagen mit federnder Lagerung -des
,Waagebalkens, das Gesamtgewicht # des Waagebalkens und des Wagegutes durch die
Spiralfedern getragen wird, zeigt sich die Schwierigkeit, daß bei großer Windungszahl
und kleinem Windungsabstand eine Berührung der einzelnen Spiralgänge eintreten könnte.
Diese Berührung muß, um die höchste Meßgenauigkeit zu erreichen, vermieden werden.
Im weiteren Ausbau der Erfindung wird daher zur Beseitigung dieser Schwierigkeit
vorgeschlagen, die Spiralfedern kegelförmig zu gestalten und sie entweder mit ihren
weitesten oder ihren engsten Teilen einander zugekehrt anzuordnen.
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Eine derartige Ausbildung und Anordnung der beiden wiederum im gleichen
Sinne kegelförmig gewickelten Spiralfedern ist in der Abb. 3 dargestellt. In diesem
Falle ist der Abstand der am Waagequerbalken c angreifenden Federenden voneinander
wesentlich größer als der der an -dem Stabe e angreifenden. äußeren Federenden.
Man erreicht auf diese Art, daß ohne weiteres Federn mit sehr großer Windungszahl
und sehr kleinem Gangabstand verwendet werden können, ohne daß eine Gefahr der gegenseitigen
Windungsberührung besteht. Zweckmäßig werden diese äußeren Enden nicht unmittelbar,
sondern unter Vermittlung von auf dem Tragstab e verschiebbar aufgesetzten Hülsen
t und u befestigt. Dies gibt die Möglichkeit, den Abstand der Enden und dadurch
die Spannung der Federn geringfügig zu ändern. Es ist nämlich bei ,der Serienherstellung
derartiger Waagen unvermeidlich, daß geringfügige Unterschiede innerhalb der Meßbereiche
der einzelnen Waagen auftreten. Die durch die Verschiebung der Federenden auf dem
Stab e erreichbare Änderung der Spannungskräfte gibt eine außerordentlich willkommene
Möglichkeit einer letzten Feinanpassung der Meßbereiche.
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Der zur Ablesung benutzte Zeiger besteht zweckmäßig aus einem verhältnismäßig
starken
Glasstab, der auf der Vorder- wie auf der Rückseite je einen zum Drehpunkt des Zeigers
in : radialer Richtung angebrachten Strich r und s (Abb. i) trägt. Indem man bei
der Ablesung an diesen. beiden in verhältnismäßig großer Entfernung befindlichen
Strichen entlang; visiert, ist eine außerordentlich einfache, absolut parallaxefreie
Ablesemöglichkeit an der Skala h gegeben.- Die Abb. i zeigt diese Anordnung. Sie
zeigt den Glaszeiger g und die beiden auf der Vorder-bzw. Rückseite des Zeigers
eingeritzten Striche r und s.