DE6906210U

DE6906210U - Praezisionswaage

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Publication number: DE6906210U
Application number: DE19696906210
Authority: DE
Original assignee: August Sauter KG
Current assignee: August Sauter KG
Priority date: 1969-02-17
Filing date: 1969-02-17
Publication date: 1969-12-11

Description

PATENTANWÄLTE

H. LEINWEBER dipl.ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2.Autg. τβΐ.-Adr. Leinpat München

Telefon (0811)1*19 W

den 9. Juni 1969

Unser Zeidien

WKg 5 GbmH 6906210.8

August Sauter K.G., Ebingen/Württ. Präzisionswaage

Die Neuerung betrifft eine Präzisionswaage mit am Waagbalken angeordneter Mikroskale und einer Übertragung des Skalenausschnittes auf eine Mattscheibe mittels einer Optik, in deren Strahlenweg zum Ausgleich von Nivellierfehlern ein auf einem Pendel angeordneter Spiegel vorgesehen ist. Diese Waagen haben aber lediglich eine geringe Vergrösserungsmöglichkeit der Optik, wodurch nur eine ebenfalls geringe Auflösung der Skale möglich ist.

Die Neuerung hat zur Aufgabe, den Ausschlag des Spiegelpendels bei Nivellierfehlern zu verstärken, so dass der Bau der Waagen mit einer grossen Skalenauflösung möglich wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Waaggestell mit dem Spiegelpendel über eine Feder verbunden ist, die bei Nivellierfehlern einen verstärkten Spiegelpendelausschlag erzeugt. Der verstärkte Ausschlag des Spiegelpendels ergibt nicht nur eine genauere Korrektur des Nivellierfehlers, sondern ermöglicht eine grössere Freizügigkeit in der Wahl der Brennweite des Objektivs und des Radius der Mikroskale. Der Konstrukteur kann nun die Waage in ihren Abmessungen frei gestalten und den vollen Lichtweg bei maximaler optischer Vergrösserung ausnutzen.

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Neuerungsgemäss sind die Kraft der Feder und Gewicht nebst Schwerpunktlage des Spiegelpendels so aufeinander abgestimmt, dass bei Neigung des Waaggestells der Ausschlagwinkel des Spiegelpendels grosser ist als der Neigungswinkel des Waaggestells.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung ist das Spiegelpendel labil gelagert und durch die Feder stabilisiert,. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann das Spiegelpendel stabil gelagert sein und in Normallage die zwischen Waaggestell und Spiegelpendel angebrachte Feder auf das Pfannenlager des Spiegel-! pendeis wirken.

Die Neuerung richtet sich auch auf Vorrichtungen zur Anzeige der Kompensationsgrenze. Neuerungsgemäss sind zu diesem Zweck in den Strahlengang Marken eingefügt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Marken durch die vordere oder \ hintere Kante des Spiegels gebildet. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist eine Marke vorgesehen, die aus einem Zeiger besteht, der am Spiegelpendel befestigt ist und bei Überschreiten der Kompensationsgrenze die Mattscheibe teilweise abdeckt. Es ist aber auch möglich, eine Marke zwischen der Mattscheibe und dem dieser am nächsten liegenden Spiegel am Waaggehäuse zu befestigen. Auch die Kanten der ortsfesten Spiegel können als solche Marken gelten.

Die Neuerung richtet sich auch auf Mittel, um das Über- , schreiten der Kompensation3grenze optisch oder akustisch anzuzeigen. Zu diesem Zweck kann neuerungsgemäss auf dem Spiegelpen- i del oder auch am Waaggehäuse eine Libelle gelagert sein, die ent-! weder fotoelektrisch oder durch elektrische Kontakte abgegriffen ; wird. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann aber auch die Lageänderung eines mechanischen Pendels zum Waaggestell fotoelektrisch, induktiv oder auf eine andere bekannte Weise abgegriffen werden. Die so gemessene Waaggehäuseneigung kann durch optische oder akustische Signale angezeigt oder auch zur selbsttätigen Niveaukorrektur verwendet werden.

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Eine Vorrichtung zur selbsttätigen Niveaukorrektur besteht neuerungsgemäss darin, dass das Spiegelpendel mit einer zwei Foto zellen abdeckenden Blende ausgerüstet ist, die im Strahlengang eines Lichtbündels liegt, das je nach Verlagerung der Blende das eine oder das andere Fotoelement einschaltet und dadurch eine Niveaukorrektur ausgelöst wird. Dabei können die beiden Fotoelemente wahlweise einen Elektromotor in passende Drehung versetzen, durch die die Fusschraube gesteuert wird.

Weitere wesentliche Merkmale der Neuerung ergeben sich aus ^: _; der folgenden Beschreibung.

Auf der Zeichnung ist die Neuerung an oberschaligen Neigungswaagen beispielsweise dargestellt und zwar zeigen ,

Fig. 1 eine Seitenansicht der für die Neuerung !

wesentlichen Teile der Waage,

Fig. 2 einen Schnitt gemass Linie H-II der Fig. 1, jedoch ohne Darstellung des Waaggestells,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Waage mit einer anderen Ausführungsform des Spiegelpendels,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Waage in einer weiteren Ausführungsform mit Stellfussmotor,

Fig. 5 eine perspektivische schematische Darstellung eines Schragstellungsmessers mit Libelle, und

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Niveaupendels gemäss Fig. 3.

Die in der Zeichnung dargestellten Neigungswaagen haben eine Lastschale 1, die von einem Waagbalken 2 getragen wird, der mit seinen Hauptschneiden auf Pfannen eines Waaggestells 3 ruht. Der Waagbalken 2 hat am Ende eine Mikroskale 4. Die die Skale abtastende Projektionseinrichtung ist am Waaggestell fest angebracht und besteht in bekannter Weise aus einer Lampe 5, einem

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Objektiv 6, verschiedenen UmIenkspiegeIn und einer ebenfalls am Waaggestell fest angebrachten Mattscheibe 7. Bei nivellierter Lage des Waaggestells 3 verläuft der optische Strahlengang in der| dick strichpunktiert gezeichneten Linie 8 von der Lampe 5 ausgehend über am Waaggestell fest angebrachte Spiegel 9 und 10 sowie über einen beweglichen Spiegel 11 zur Mattscheibe 7. Der Spiegel 11 sitzt an einem Pendel 12, das unterhalb seines Schwerpunktes auf Pfannen 13 des Waaggestells 3 gelagert ist. Durch eine einendig am Waaggestell 3 und anderendig am Pendel 12 befestigte Stabilisierungsfeder 14 wird das Pendel in der dargestellten Stellung stabilisiert. Das Pendel 12 ist mit vertikal und horizontal verstellbaren Justiergewichtsn 15 undmit einer die Schwingungen dämpfenden Vorrichtung 16 ausgerüstet.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Waagen ist folgende.

Bei Normalstellung des Waaggestells 3 nehmen die Teile die in Fig. 1 in vollen Linien dargestellte Lage ein. Bei Schrägstellung des Waaggestells 3 behält der Waagbalken in Wirklichkeit seine horizontale Lage. Der Einfachheit halber ist jedoch in der Zeichnung die sich bei Schräglage des Waaggestells ergebende Relativstellung zwischen Waaggestell und Waagbalken durch in gestri chelten Linien angedeutete Lage des Waagbalkens 2 dargestellt.

In den Fig. 1 und 2 ist die Lage des Waagbalkens 2 in bezug auf das Waaggestell 3 um den Winkel<x in gestrichelter Linie dargestellt. Das entspricht einer Schröglage des Waaggestells 3 in der Drehrichtung im Sinne des Uhrzeigers. Durch diese Schräglage ist der für die Normallage gültige Zahlenwert der Mikroskale 4 von der Stelle 23 (Fig. 2) um den Winkel ß zur Stelle 23a gewandert. Der Strahlengang würde nunmehr bei feststehendem Spiegel| 11 gemäss der dünnen strichpunktierten Linie 17 in Fig. 1 verlaufen und auf der Mattscheibe 7 einen entsprechend grossen Anzeigefehler ergeben.

Beim Verdrehen des Waaggestells 3 im Uhrzeigersinn hat das durch die Stabilisierungsfeder 14 mit dem Waaggestell 3 verbundene Pendel die Drehung des Waaggestells mitgemacht. Gleichzeitig ist durch das Verdrehen des Waaggestells 3 der Schwerpunkt des Pendels 12 nach rechts gewandert und erzeugt im Pendel 12 ein um die Lagerpfanne 13 recnts gerichtetes Drehmoment, so dass das Spiegelpendel :11, 12 die mit gestrichelter Linie in Fig. 1 dargestellte Stellung einnimmt. Der Spiegel 11 kommt dadurch in die um den Winkel ^ veränderte Lage. Durch entsprechende Justierung der Lage des Schwerpunktes des Spiegelpendels 11, 12 und durch entsprechende Wahl der Charakteristik der Stabilisierungsfeder 14 wird erreicht, dass der Winkel u ein Mehrfaches der Grosse des Winkels ⁰^ ist. Der Strahlengang 17 wird dadurch ; vom Spiegel 11 in die Richtung 18 abgelenkt und trifft, bei richtiger Justierung und Abstimmung, die Mattscheibe 7 im gleichen Punkt wie der Strahlengang 8 des Normalfalles.

Nimmt die Schrägstellung (Nivellierfehler) des Waaggestells 3 ein so grosses Ausmass an, dass der Lichtstrahl 17 über die Kante des Spiegels 11 hinauswandert, dann wird der Lichtstrahl 17 nicht mehr vom Spiegel 11 auf die Mattscheibe 7 re- \ flektiert. Auf der unteren Hälfte der Mattscheibe 7 wird ein Schatten sichtbar. Der Schatten kann aber auch in der oberen ; Hälfte der Mattscheibe 7 auftreten, wenn das Waaggestell entgegen dem Uhrzeigersinn verstellt wird. Durch Wahl der Grosse des Spiegels 11 kann das Auftreten des Schattens als Funktion des Schräge Stellungswinkels variiert werden. Damit kann das Auftreten des ! Schattens zur Anzeige des zulässigen Grenzwertes der Schrägste!- | lung der Waage benutzt werden. Wird gemäss einer weiteren Ausführungsform der Neuerung zwischen der Mattscheibe 7 und dem Spiegelpendel 11, 12 eine Marke 37 am Waaggestell 3 angebracht, so wird ebenfalls bei einer Schräglage des Waaggestells, hervorgerufen durch die Verschwenkung des Lichtstrahles 17, die Marke 37 als Schatten auf der Mattscheibe 7 abgebildet. Tritt der Schatten auf der Mattscheibe 7 auf, dann ist das ein Zeichen dafür, dass

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eine Nivellierung des Waaggestells 3 durch Verstellen der Fussschrauben 19 notwendig ist.

Die in Fig. 3 und 6 dargestellte Waage hat ein Spiegelpendel mit gegenüber der Neigung des Waaggestells umgekehrter Drehrichtung bei der Verstärkungsbewegung. Das erfordert im Strahlengang die Vertauschung der Spiegel 10 und 11 des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 1. Das den Spiegel 20 tragende Pendel 21 ist oberhalb seines Schwerpunktes mittels Sohneide 35 in einer Pfanne 22 des Waaggestells 3 gelagert.

An einem Stab 24 des Pendels 21 ist ein Justiergewicht 25 ; vorgesehen, ferner ein Ausleger 26 niit ejner am Waaggestell 3 befestigten Feder 27, deren Kraftricl· ng in Normallage der Waage! in der durch die Schneidenabstützung verlaufenden Vertikalebene ' liegt. j

Bei Verdrehung des Waaggestells 3 im Uhrzeigersinn wan- j dert der pendelfeste Anlenkpunkt der Feder 27 gegenüber dem Waag-i gestell 3 nach links. Die Feder 27 erzeugt dann ein auf das Spie-; gelpendel 20, 21 wirksam werdendes, um die Pfanne 22 linksdrehen-! des Moment. Durch entsprechendes Abstimmen von Schwerpunktlage i durch das Justiergewicht 25 und Wahl der Charakteristik der Feder 27 wird erreicht, dass der Strahlengang 17 die Mattscheibe 7 ί an derjenigen Stelle erreicht, die im Normalfall für den Strahlengang 8 gültig ist.

Das Mass der Schrägstellung oder die Anzeige des Grenz- ; wertes der zulässigen Schrägstellung kann statt der anhand von ; Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausblendung durch die Kanten des Pen- ! delspiegels auch durch direkte Anzeige eines beliebigen Schrägstellungsmessers erfolgen. In Fig. 3 ist dafür ein pendelfester Zeiger 21· dargestellt.

In Fig. 4 ist als Zusatzeinrichtung eine automatische Niveaukorrektur der Waage bei Erreichen der Kompensationsgrenze dargestellt. Ist die Grenze der zulässigen Schräglage der Waage

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erreioht, so kann die Korrektur der Fusschraube 19¹ statt von j Hand durch einen Elektromotor erfolgen. Am Spiegelpendel 11, 12 j ist eine zwei Fotozellen 30 abdeckende Blende 28 derart ange- j bracht, dass sie bei zu grossem Ausschlag des Pendels nach rechtsj oder links den Rand eines Lichtbündels 29 freigibt, so dass eine j der beiden Fotozellen 30 belichtet τ/ird, tibereinen Verstärker 31 bewirken die Fotozellen ein Drehen des Motors 36 in der passenden Drehrichtung und entsprechendes Verstellen der Fusschraube 19¹ über ein Getriebe 32. Gegen Überlauf ist die Fusschraube 19* durch die Schutzschalter 33 gesichert.

Die Motorsteuerung kann durch zwei Gruppen von Schrägstellungsmessern erfolgen. Zur ersten Gruppe der Schrägstellungsmesser gehören solche, die eine optische Niveaukompensation vornehmen und gleichzeitig zur Motorsteuerung dienen. Dazu gehören Spiegel- und Objektivpendel. Die zweite Gruppe wird lediglich zur Motorsteuerung benutzt (Libelle, Lot).

Der Abgriff des Schrägstellungsmessers zur Motorsteuerung kann auch auf andere allgemein bekannte Art erfolgen.

Fig_s 5 stellt einen Schrägstellungsmesser dar, der entweder am Spiegelpendel 11, 12 bzw. 20, 21 oder am Waaggehäuse 3 befestigt ist, bei dem die Lage einer Libelle 34 fotoelektrisch j oder durch elektrische Kontakte abgegriffen wird. Damit ist der Anschluss eines optischen oder akustischen Signales zur Schräglageanzeige möglich. Ausserdem lässt sich dieser SchrägstellungsH messer auch zur ..Motorsteuerung der Niveaukorrektur oder zum Ein- und Ausschalten der Lampe 5 der Projektionseinrichtung heranziehen.

Die Neuerung soll nicht beschränkt sein auf die hier zeichnerisch schematisch dargestellte Präzisionswaage, sondern sie ist auch anwendbar be?. Waagen mit Feder- oder anderen Tariervorrichtungen.

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Claims

Schutzansprüche :

1. Präzisionswaage mit am Waagbalken angeordneter Mikroskale und einer Übertragung eines Skalenausschnittes auf eine Mattscheibe mittels einer Optik, in deren Strahlenweg zum Ausgleich von Nivellierfehlern ein auf einem Pendel angeordneter Spiegel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Waaggestell (3) mit dem Spiegelpendel (11, 12 bzw. 20, 21) über eine Stabilisierungsfeder (14, 27) verbunden ist, die bei Nivellierfehlern einen verstärkten Spiegelpendelausschlag (^) erzeugt.

2. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Stabilisierungsfeder (14, 27) und das Gewicht nebst Schwerpunktlage des Spiegelpendels (11, 12 bzw. 20, 21) so aufeinander abgestimmt sind, dass bei Neigung des Waaggestells (3) der Ausschlagwinkel (^) des Spiegelpendels (11, 12 bzw. 20, 21) grosser ist als der ,Neigungswinkel (oo) des Waaggestells (3).

3. Präzisionswaage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelpendel (11, 12) labil gelagert und durch die Stabilisierungsfeder (14) stabilisiert ist. !

4. Präzisionswaage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-l zeichnet, dass das Spiegelpendel (20, 21) stabil gelagert ist und inNormall ge die Kraftrichtung der zwischen Waaggeäell (3) ' und Spiegelpendel (20, 21) angebrachten Feder (27) durch das Pfannenlager (22) des Spiegelpendels (20, 21) geht. |

5. Präzisionswaage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige der Kompensationsgrenze in den Strahlengang Marken eingefügt sind.

6. Präzisionswaage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken durch die Kanten des Pendelspiegels (11, 12) gebildet sind. ^:

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7. Präzisionswaage nach Anspruoh 3, daduroh gekennzeichnet dass die Marken durch die Kanten eines ortsfesten Spiegels oder durch eine andere gehäusefeste Marke (37) gebildet sind.

8. Präzisionswaage nach Anspruoh 5, dadurch gekennzeiohnet, dass die Marke aus einem Zeiger (21·) besteht, der am Spiegelpendel (21) befestigt ist und bei Überschreiten der Kompensationsgrenze die Mattscheibe (7) teilweise abdeokt.

9. Präzisionswaage nach einem der Ansprüohe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Spiegelpendel (12, 21) eine libelle (34) gelagert ist, die durch optisch-elektrische Abtastung die Kompensationsgrenze optisch oder akustisch anzeigt und gegebenenfalls die selbsttätige Niveaukorrektur einleitet.

10. Präzisionswaage nach eisern der Ansprüohe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelpendel (11, 12) mit einer zwei Fotozellen (30) abdeckenden Blende (28) ausgerüstet ist, die im Strahlengang eines lichtbündeis (29) liegt, das je nach Verlagerung der Blende (28) das eine oder das andere Fotoelement einschaltet und dadurch eine Niveaukorrektur ausgelöst wird.

11. Präzsionswaage nach Anspruch 10, dauuröh gekennzeioh= net, dass die jeiden Fotoelemente wahlweise einen Elektromotor (36) in passende Duehung versetzen, durch die die selbsttätige Nivellierung ausgelöst wird.