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Laufgewichtswaage mit wechselnder Verschiebegeschwindigkeit des Laufgewichtes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Laufgewichtswaage mit wechselnder Verschiebegeschwindigkeit
des Laufgewichts bei Annäherung an seine Ausgleichlage und mit getrennten, durch
die Ausschläge des Waagebalkens gesteuerten Antriebskräften für den Vor- und Rücklauf
des Laufgewichtes.
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Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art zeigen sich häufig Unzuträglichkeiten,
indem das Laufgewicht erst nach mehrmaligem Hinundherpendeln in seine Ausgleichlage
gelangt, wodurch einmal die Wägezeit verlängert wird und andrerseits infolge des
in den Getrieben für das Laufgewicht und für die Anzeigevorrichtung vorhandenen
toten Ganges unter Umständen eine gewisse Verfälschung des Wiegeergebnisses eintreten
kann.
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Die Erfindung strebt die Beseitigung dieser Nachteile dadurch an,
daß sie die Antriebskräfte (z. B. Federmotoren) über Ausgleichgetriebe auf die im
Ruhe- bzw. Ausgleichzustand der Waage festgestellte Antriebswelle für das Laufgewicht
und auf ebenfalls festgestellte Steuerwellen einwirken läßt -und daß vom Waagebalken
beeinflußte mechanische Organe zum Sperren bzw. Freigeben der Steuerwellen vorhanden
sind, gemäß deren Teildrehungen die Antriebswelle nach Aufhebung ihrer eigenen Sperrung
mit wechselnden, mehreren ebenfalls von den Steuerwellen beeinflußten Bremsvorrichtungen
entsprechenden Geschwindigkeiten umläuft.
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Auf der Zeichnung, ist eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung
bei einer Waage als Beispiel dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Längsschnitt nach der Linie A-A der Fig. 3.
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Fig. z ist ein Schnitt nach Linie B-B der Fig. i, der die eine Antriebsvorrichtung
erkennen läßt.
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Fig. 3 zeigt gleichfalls im Schnitt (Linie C-C der Fig. z) die einzelnen
Steuer- bzw. Cbertragungsvorrichtungen.
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Fig. 4 und 5 geben in größerem Maßstabe (teilweise geschnitten) eine
Seitenansicht und eine Draufsicht der Kupplungsvorrichtung für die Hauptwelle.
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Fig.6 veranschaulicht einen senkrechten Längsschnitt durch die Bremsen.
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Fig. 7 zeigt im Schnitt die Anordnung der zum Antrieb der Stillsetzungsklinken
dienenden Steuernocken.
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Fig. 8 zeigt im (Querschnitt eine Teilansicht der einen Bremse.
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Fig. 9 und zo zeigen im Längsschnitt bzw. im Grundrrß Darstellungen
der Anhaltevorrichtungen für die Steuervorrichtung.
Fig. ii ist
ein Schnitt durch die Aufzugsvorrichtung für die beiden Federmotoren.
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Fig. 12 ist ein Schnitt durch den elastisch verschiebbaren Abstützstift
der einen Anhaltevorrichtung.
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Fig. 13 und 14 stellen zwei Trommeln dar, an deren Anschlagstiften
die Anhaltevorrichtungen zur Anlage kommen.
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Fig.15 veranschaulicht die verschiedenen Steuernocken in ihrer einer
bestimmten Betriebslage entsprechenden Stellung.
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Fig. 16 zeigt einen GrundriB der Vorrichtung unter Fortlassung der
Federmotoren, wobei aus Gründen der Deutlichkeit die Antriebsarme der Anhaltevorrichtungen
nach rechts gerichtet dargestellt sind.
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Auf der Grundplatte i einer Waage sind Träger 2, angeordnet, auf denen
zwei Federmotoren 3, 4 abgestützt sind. Die beiden Miotoren dienen für den Vorwärtslauf
bzw. den Rückwärtslauf. Jeder =der Motoren (Fig. 2) betreibt über ei'n Ausgleichgetriebe
5 einen Zahnkranz-6 und ein Kegelrad 7. Jedes Kegelrad 7 ist mit einem anderen Kegelrad
8 in Eingriff, das über eine auf der Welle 15 drehbare Hülse mit einem Arm 9 fest
verbunden ist (Fig. 4 und 5). Der Arm 9 trägt einen Zapfen io, der als Drehachse
für eine Klinke i i dient. An. dieser Klinke ist ein Stift 12 angeordnet. Dieser
Stift greift in eine Aussparung ein, die in einem Klinkenrad 13 vorgesehen. ist.
Die Klinke ii ragt, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, gleichfalls durch das
Klinkenrad 13 hindurch. Durch eine Feder 57 ist der Arm 9 mit dem Klinkenrad 13
verbunden. Die Klinke i i kann mit einem Klinkenrad 14 in Eingriff kommen, das beispielsweise
durch Keile auf einer Hauptwelle 15 befestigt ist.
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Die gegenseitige Anordnung dieser Glieder ist derart, daB bei freier
Klinke ii der Arm 9 infolge der Spannung der Feder 57 gegenüber dem Rad 13 im Sinne
des Pfeiles F' verschwenkt wird (Fig.4).. Bei dieser Verschwenkung wird die Klinke
i i durch Wirkung des Stiftes 12 um ihre Achse io gedreht und mit den Zähnen des
Klinkenrades 14 in Eingriff gebracht. Das Rad .8 ist sodann in einer Drehrichtung
mit der Welle 15 gekuppelt. Die Welle 15 kann sich nun bei Einschaltung des Motors
3 drehen.
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Wenn das Klinkenrad 13 durch entsprechende Steuerung der Klinke 23
festgestellt ist, dreht hierbei der Motor 3 das Rad 8 und den damit verbundenen
Arm 9 im Sinne des Pfeiles FZ (Fig.,4). Dabei wird die Klinke ii aus dem Rad 14
ausgehoben, so daB eine mechanische Verbindung zwischen dem Rad 8 und der Welle
i5 nicht mehr besteht.
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Diese den Antrieb des, Laufgewichts bewirkende Hauptwelle 15 tägt
an ihrem Ende ein Ritzel 16, das mit einem nicht dargestellten und die Anzeigevorrichtung
der Waage antreibenden Zahnkranz in Eingriff steht.
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Am anderen Ende der Welle 15 ist ein Zahnrad 58 angeordnet, das in
ein auf einer Welle 17 befestigtes Ritzel 59 eingreift (Fig. 6). Auf der Welle 17
ist eine Haltebremse 18 angeordnet, deren Scheibe i8a auf einer mit der Welle 17
versplinteten Hülse 17' befestigt ist, und weiterhin sitzt auf einem auf der Welle
17 angeordneten Träger 17" eine Zentrifugalbremse ig. Die Anpressung des Tragkörpers
iga derselben gegen die Haltebremse 18 kann durch die Veränderung der Spannkraft
einer Druckfeder 2o geregelt werden. Die Bremsen 18 und ig sind mit einem Zahnkranz
21 bzw. 22 versehen. Das Zahnrad 21 der Bremse 18 ist mit zwei Ringscheiben i8b
fest verbunden. Der Tragkörper iga trägt den Körper Igb der Zentrifugalbremse ig,
an dem der Zahnkranz 22 sitzt.
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Über die Zahnkränze 6 können die Motoren 3, 4 ihre Bewegung auf Ritzel
24 übertragen, die auf den konzentrischen Wellen 25 und 26 befestigt sind. Die eine
dieser Wellen, beispielsweise die Welle 26, besteht aus einem Rohr (Fig. 7), das
in der Mitte unterbrochen ist. Bei dieser Welle 26 wird die Bewegung von dem einen
Rohrteil auf den anderen Teil über Räder 27, 28, 29, 30 und eine Zwischenwelle
31 übertragen. Die Wellen 25, bzw. 26 tragen Nocken 35, 36 bzw. 34, 37, von denen
aus Sperrklinken 38 der Zahnkränze 21 und 22 der beiden Bremsen gesteuert werden.
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Die in Fig. 4 dargestellten Klinken 23 werden durch Federn 3-2 in
der Ruhelage, also in ihrer ausgeklinkten Stellung, gehalten. Sie tragen einen Ansatz
33, auf den Nocken 66 (Fig. i, 5, 15) einwirken. Sodann tragen die auf die Zahnkränze
21, 22 der beiden Bremsen einwirkenden Klinken 38 Ansätze 33' und werden durch Federn
32' in ihrer Ruhelage gehalten. Sie werden durch zwei Nocken 35, 36 bzw. 34, 37
(Fig. 16) je nach der jeweiligen Verschieberichtung des Laufgewichts angetrieben.
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An den Enden der Wellen 25, 26 ist je eine Trommel 39, 4o angeordnet
(Fig. 1, g und 16), auf deren Umfläche gegeneinander versetzte Reihen von Stiften
41 in entsprechender Anzahl vorgesehen sind.
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Bei der Drehung der Trommeln können die stifte 41 an zwei quer zu
den Stiftereihen ausschwenkbaren Haltevorrichtungen 42, 43 (Fig. g) zur Anlage kommen.
Die Haltevorrichtungen 42, 43 sind an Wellen 44; 45 befestigt, von denen jede- mit
einem Ltriebs-_ arm 46, 47 versehen ist. Diese Haltevorrichtungen sind auf Schneiden
48 schwingbar gelagert.
Der Arm 46, der beispielsweise an der mit
der Vorlauftrommel 39 zusammenarbeitenden, um die Welle 44 schwenkbaren Haltevorrichtung
42 befestigt ist, kommt mit seiner Unterseite mit einem Stift 49 in Berührung, der
verschiebbar in einer Hülse 5o angeordnet ist (Fig. io, 12). Dieser Stift 49 wird
durch eine mittels einer Schraube 56 regelbare Feder 51 in seiner oberen Lage gehalten.
Auf die Arme 46, 47 können ferner Anschläge 52, 53 einwirken, -die an einem Arm
54 befestigt sind, der beispielsweise einen Teil des Wiegebalkens der Waage bilden
kann, wenn die Ausgleichsvorrichtung bei einer Waage Anwendung findet (Fig. i, 3).
Die Schwingachse des Wiegebalkens, könnte beispielsweise bei 55 liegen.
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Die auf jeder Trommel 39, 4o vorgesehenen Stifte 41 (Fig. 9, 13, 14)
sind in nebeneinanderliegenden versetzten Reihen angeordnet, so daß bei einer Verschwenkung
der Haltevorrichtung 42 oder 43 diese Haltevorrichtung infolge Hinüberschwingens
in die nächste Stiftereihe den an ihr anliegenden Stift freigibt, so daß die diesen
Stift tragende Trommel 39 oder 40 unter der Kraft des Motors 3 oder 4 so lange gedreht
wird, bis ein in dieser nächsten Stiftereihe liegender anderer Stift 41 sich an
die Haltevorrichtung anlegt und die Trommel 39 bzw. 4o und infolgedessen die auf
der zugehörigen Welle 25 bzw. 26 angeordneten Nocken 35, 36 bzw. 34 37 in einer
bestimmten Stellung festhält. Die Lage dieser Steuernocken ist maßgebend für die
Feststellung oder die Freigabe der Klinkenräder 13 bzw. der Zahnkränze 21, 22 der
beiden Bremsen 18, i9 durch die Klinken 23 bzw. 38.
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Das Aufziehen der Motoren erfolgt mittels zweier ineinanderliegender
Wellen 64, 65, die von einem Ausgleichgetriebe 63 aus angetrieben werden (Fig. ii).
Dieses Ausgleichgetriebe erhält seinen Antrieb von einem Ritzel 62, das mit einem
Rad 61 in Eingriff steht. In die Achse 6o des Rades 61 kann ein Handgriff eingeschraubt
werden.
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Die Vorrichtung wirkt wie folgt.
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Es sei angenommen, daß die Federn beider Motoren gespannt und sämtliche
Sperrglieder, d. h. die Klinken 23, 38, mit den verschiedenen Klinkenrädern 13,
24 22 der Vorrichtung in Eingriff sind. Wird in diesem Zustand beispielsweise auf
die Lastschale bzw. die Plattform @ der Waage ein schwacher Druck ausgeübt, dann
schwingt der Wiegebalken der Waage aus, wobei z. B. der mit der Waage in Verbindung
stehende Arm 54 gesenkt wird (Fig.3). Der Anschlag 52 kommt dann mit dem Arm 46
in Berührung, wodurch die Haltevorrichtung 42 verschwenkt wird. Die Bewegung des
Armes 46 ist durch die Spitze des elastisch gelagerten Stiftes 49 begrenzt. Die
Anhaltevorrichtung 42, welche bisher durch Eingreifen in die erste Stiftereihe (in
Fig.9 die linke Stiftereihe) die Trommel 39 feststellte, löst sich von dem an ihr
anliegenden Stift 41 und verschiebt sich um eine Stufe nach rechts in die zweite
Stiftereihe, deren Stifte gegen die der ersten Reihe versetzt angeordnet sind, so
daß die an der Welle 25 befestigte Trommel 39 unter der Wirkung des auf das linke
Ritzel a4 (Fig. i) einwirkenden Motors 3, eine Teildrehung vollführt, bis der nächste
Stift 41 der zweiten Stiftereihe, auf dessen Bahn sich das Ende der Anhaltevorrichtung
42 befindet, an diese zur Anlage kommt.
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Sowie sich hierbei die Welle 25 um ein bestimmtes Maß gedreht hat,
wirken die auf der Welle z5 angeordneten Nocken 35, 36, auf die Ansätze der Klinken
23 und 38 ein. Die Klinke 38 (Fig. 8), welche den Zahnkranz 21 der Haltebremse 18
feststellte, hat diesen Zahnkranz freigegeben, so daß nunmehr die Welle 15 gedreht
werden kann. Zugleich ist von der Klinke 23 das Klinkenrad 13 der Kupplung des dem
Vorwärtsgang entsprechenden Motors 3 freigegeben worden, so daß nunmehr die mechanische
Verbindung der durch das Ausheben der Klinke 38 aus denn Zahnkranz 21 der Haltebremse
18 freigegebenen Welle 15 mit dem Motor hergestellt werden kann.
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Unter der Wirkung der Feder 57 dreht sich nämlich der Arm 9, während
die Klinke ii um ihre Achse io herumgeschwenkt wird und mit dem Klinkenrad 14 in
Eingriff kommt. Das Ritzel 8 wird hierdurch mit der Welle 15 gekuppelt, so daß nunmehr
der dem Vorwärtsgang entsprechende Motor 3 die Welle 15 antreibt. Bei einer stärkeren
Belastung der Wiegevorrichtung übt der- Anschlag 52 eine stärkere Kraft auf den
Arm 46 aus, wobei der durch den Arm 46 auf die Spitze des federnd verschiebbaren
Stiftes 49 ausgeübte Druck die Kraft der Feder 51 überwindet und den Stift 49 mehr
oder weniger zurückschiebt. Die Drehbewegung der Anhaltevorrichtung 42 wird dann
entsprechend größer, so daß sie sich auf die dritte Reihe der Stifte 41 einstellt.
Dadurch wird eine größere Winkelverdrehung der Trommel 39 und der auf der Welle
25 angeordneten Nocken 35, 36 hervorgerufen, so daß nicht nur die Haltebremse 18,
sondern auch der Kranz 22 der Fliehkraftbremse freigegeben wird. Daraus ergibt sich,
daß der Motor ohne jede Bremsung zur Wirkung kommt und die Welle 15 mit großer Geschwindigkeit
umläuft. Sobald das Gleichgewicht beinahe erreicht ist, was sich durch Nachlassen.
der Wirkung des mit dem Waagebalken verbundenen An-
Schlages 52
bemerkbar macht, wird der Arm 46 unter dem Druck, des Stiftes 49 allmählich wieder
in seine erste Betriebslage zurückgeführt, wobei die Anhaltevorrichtung 42 zunächst
auf die zweite Reihe der Stifte 41 zurückgebracht wird. Die Trommel 39 kann dann
infolgedessen vom Motor angetrieben nöch so lange umlaufen, bis sich die Anhaltevorrichtung
42 gegen den nächsten Stift 41 der zweiten Stiftereihe der Trommel 39 legt,
wobei diese in einer solchen Lage festgehalten wird, daß die auf der Welle 25 angeordneten
Nocken in aus der früheren Schilderung hervorgehender Weise zunächst die Fliehkraftbremse
zg feststellen. Dabei bleibt der Zahnkranz 2,1 der zweiten Bremse 18 vorerst noch
frei. Die Bewegung setzt sich sodann mit einer infolge der nun auftretenden Bremswirkung
geringeren Geschwindigkeit fort. Ist dann das Gleichgewicht fast vollständig hergestellt,
dann gleicht die Pendelwirkung der noch außerhalb ihrer Ruhelage befindlichen Anhaltevorrichtung
42 die Wirkung des Anschlages 52 auf den Arm 46 aus, so daß der Wiegebalken leicht
nach seiner Gleichgewichtslage hin gedrängt wird, bevor der Gleichgewichtszustand
wirklich erreicht ist.
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Die Anhaltevorrichtung 42 löst sich nun von dem sich gegen sie stützenden
Stift 41 der zweiten Stiftereihe der von ihr angehaltenen Trommel 39 und nimmt ihre
frühere senkrechte Lage ein, wobei sich nach einer kurzen Drehung der Welle 25 einer
der Stifte 41 der ersten Stiftereihe gegen sie stützt, wodurch die Trommel 39 endgültig
angehalten wird.
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Das zum Kuppeln bzw. Entkuppeln des Motors mit der Welle 15 dienende
Klinkenrad 13 wird nunmehr durch entsprechende Steuerung der Klinke 23; durch die
Nockenscheiben 66 festgestellt, so daß infolge der Weiterbewegung des Armes g. die
Klinke r z aus dem Klinkenrad 14 ausgehoben und damit die Verbindung zwischen Motor
3 und der Welle 15 unterbrochen und der Motor angehalten ist. Die beiden
Bremsen 18 und r9 sind durch Klinken 38 ebenfalls festgestellt worden. Dieser
kurze Vorgang spielt sich zwischen dem Augenblick, in dem der Wiegebalken in seine
Gleichgewichtslage zurückgebracht ist, und dem endgültigen Stillstand der Vorrichtung
ab. Durch eine entsprechende Einstellung der Federn 2o und 5 r ist es möglich, bei
dieser Arbeitsweise den Läufer in seine genaue Ausgleichlage auf dem Wiegebalken
zu bringen.
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Ist auf diese Weise das Gleichgewicht hergestellt und legt man eine
weitere Last auf die Waage, so wiederholen sich die gleichen Vorgänge bis zur Herstellung
eines neuen Gleichgewichtszustandes. Nimmt man dagegen einen Teil einer soeben abgewogenen
Last von)derWaage herunter oder nimmt man die Last ganz von. der Waage herunter,
dann kommt der Anschlag 53 unter dem Arm 47 der Anhaltevorrichtung 43 zur Wirkung.
Diese wirkt in der gleichen Weise auf die Trommel 4o wie die Anhaltevorrichtung
42. auf die Trommel 39. Die freigegebene Trommel 4o und mit ihr die auf der Hohlwelle
26 angeordneten Nocken 34, 37 machen eine Teildrehung. Die Nocken geben die Zahnräder
21,'2-2, der Bremsen frei und lösen nunmehr die Klinke 23 des rechten Klinkenrades
13 (Fig. r) der zum Kuppeln des Rücklaufmotors 4 mit der Welle 15 dienenden
Vorrichtung. Bei der Rücklaufvorrichtung des dargestellten Ausführungsbeispiels
ist eine Verringerung der Geschwindigkeit des Laufgewichts nicht vorgesehen. Die
Stillsetzung desselben findet lediglich unter der von der ausgeschwungenen Anhaltevorrichtung
43 auf den Anschlag 53 ausgeübten Pendelwirkung statt. Das Einstellen des Laufgewichts
auf die Gleichgewichtslage könnte natürlich in bekannter Weise auch so geschehen,
daß zunächst die Gleichgewichtslage stets überschritten, das Laufgewicht also grundsätzlich
zu weit verschoben wird, während die schließliche Gleichgewichtseinstellung dann
in der entgegengesetzten Richtung mit kleinerer Geschwindigkeit stattfindet. Das
ist deswegen vorteilhaft, weil dabei das in den Antriebsgliedern befindliche Spiel
(toter Gang der Antriebsspindel o. dgl.) infolge der stets im gleichen Sinne stattfindenden
letzten Verschiebung des Laufgewichts unwirksam ,wird.
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Da ferner die Motoren infolge der Verbindung mit besonderen, nicht
dargestellten empfindlichen Reglern mit konstanter Geschwindigkeit umlaufen und
die bewegten Massen immer die gleichen sind, ist die Trägheit dieser bewegten Massen
konstant, und ebenso ist beim Anlaufen aus dem Stillstand die zur Überwindung dieser
Trägheitskräfte notwendige Antriebskraft die gleiche. Infolgedessen gelingt das
schließliche Anhalten des Laufgewichts mit großer Genauigkeit in der Gleichgewichtslage,
wenn die Feder 2o im Hinblick auf - die kleine Geschwindigkeit richtig eingeregelt
ist.
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Die Steuerung der zur .Kupplung der Motoren mit der Hauptwelle 15
dienenden Vorrichtungen sowie das Abbremsen und das Stillsetzen dieser Welle mittels
der als Steuerorgane dienenden und auf den Wellen 25 und 26 sitzenden Nocken erfordert
nur eine sehr geringe Kraft der Anschläge 52 oder 53 auf die Arme 46, 47. Die Waage
ist daher auch für sehr kleine Lasten brauchbar, da die zur Steuerung
- des Lastausgleichs notwendigen
Kräfte -soweit wie möglich
verringert sind. Man könnte sie im übrigen noch weiter dadurch verringern, daß man
zusätzliche, unter regelbarem Federdruck stehende und an den die Stifte 49 tragenden
Trommeln 39, 4o angeordnete Reibvorrichtungen verwendet, so daß die überschüssige
Energie der Motoren durch Reibung aufgezehrt würde. Anderseits könnten die Anschlagflächen
der Stifte 41 beispielsweise durch entsprechende Abschrägung so geformt werden,
daß die Loslösungskraft der bei der Freigabe des jeweils abgestützten Stiftes 41
an letzterem gleitenden Anhaltevorrichtungen auf ein Mindestmaß verringert wird,
so daß die Vorrichtung schon bei einer äußerst geringen Belastung wirksam würde.
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Schließlich könnten gegebenenfalls auf den Nockenwellen 25 und 26
zwei weitere Nocken angeordnet werden, von denen jeder mit einer der Einspiellage
der Waage entsprechenden Rille versehen ist. Ein durch diese beiden Rillen geführtes
Organ könnte zur Steuerung der Druckvorrichtung der Waage und gleichzeitig zum Verriegeln
der Steuerwellen dienen, so daß einerseits die Lastausgleichvorrichtung während
des Preis- und Gewichtsaufdruckes nicht betrieben und anderseits der Preis erst
dann registriert werden kann, wenn die Waage in ihre genaue Ausgleichslage und damit
die Nockenwellen 25, 26 in ihre Ruhelage gekommen sind.
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Die Erfindung kann bei selbsttätigen Wiegevorrichtungen jeder Art,
wie Tafelwaagen; Brückenwaagen usw., Verwendung finden, die mit einer selbsttätigen
Laufgewichtseinrichtung verbunden sind.