DE709339C - Vorrichtung zur Herabsetzung der Lagerbelastung bei Wiegeeinrichtungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
14. AUGUST 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ709 KLASSE 42 f GRUPPE 34 oi

K 157095 IXbj42f

Dijrf.-3tig. Max Kiblbeck in Kiel

ist als Erfinder genannt worden.

Zusatz zum Patent 709

Patentiert im Deutschen Reich vom 21. März 1940 an

Das Hauptpatent hat angefangen am 30. Januar 1938

Patenterteilung bekanntgemacht am 3. Juli 1941

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herabsetzung der Lagerbelastung bei Wiegeeinrichtungen, insbesondere Neigungswaagen, durch Lagerentlastung, nach Patent 709 338.

Gemäß der Erfindung des Hauptpatents ist ein von (verstellbaren) Gegengewichten oder einer Feder angespanntes Entlastungsband oder ein Entlastungsfaden in oder nahe der Richtung der Resultierenden aller übrigen an dem zu entlastenden waagerechten Df-ehzapfen angreifenden Kräfte an diesen gelegt, wirkt der Entlastungszug mit einem möglichst kleinen Hebelarm auf den zu entlastenden Drehzapfen entgegen der Resultierenden aller übrigen Kräfte ein und erfährt der Drehzapfen der Entlastungsvorrichtung einen wesentlich kleineren Winkelausschlag als der zu entlastende Drehzapfen; ferner können gemäß dem Hauptpatent der Lastzug, der Entlastungsfaden und ein besonderes Hängegewicht an besonders ausgebildeten und angeordneten Exzentern angreifen.

Mit der Entlastungsvorrichtung nach dem Hauptpatent sind nur zwei, höchstens drei volle Umdrehungen (von je 360⁰) und somit eine sehr beschränkte Anzahl von vollen Umdrehungen des zu entlastenden Drehzapfens zulässig, da keine Gewähr dafür gegeben ist, daß sich der Lastzugfaden und der Entlastungszugfaden sowie der Hängegewichtsfaden bei vielen vollen Umdrehungen, die bei Zeigerachsen vielfach erforderlich sind, nebeneinander und nicht übereinander lagern. Hierdurch würden der Entlastungszug und die Resultierende aller übrigen an dem zu entlastenden Drehzapfen wirkenden Kräfte (Lastzug, Hängegewicht) nicht mehr in die

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gleiche Richtung fallen und ein in der Ebene der Drehachse liegendes Kräftepaar bilden, welches größere Lagerdrucke verursacht. In weiterer Ausgestaltung der Erliml S wird dieser Nachteil dadurch beseitigt,, für den Antrieb einer zu entlastenden L· achse die Fäden der an dieser angreifen! Fadenzüge (Lastzug, Hängegewicht, Eii'P lastungszug) in einem Gewinde von gleicher,

ίο jedoch geringer Ganghöhe derart geführt sind, dal! die Resultierende des Lastzuges und des zusätzlich angeordneten Hängegewichtes in allen Lagen des Zeigers in die Richtung des Entlastungszuges fällt und der

τ» Abstand der angreifenden Fadenzüge voneinander immer gleichbleibt. Dadurch wird eine vollkommene Entlastung der Lager des Drehzapfens in allen Lagen erreicht.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in

ao drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Die Abb. i, 3 und 5 stellen Vertikalschnitte

durch die Drehachse des zu entlastenden Drehzapfens bzw. Ansichten von vorne und die Abb. 2, 4 und 6 Seitenschnitte bzw.

Seitenansichten dar. . ■

Nach Abb. 1 und 2 ist α die Zeigerachse einer Wiegeeinrichtung mit den Zeigern b, b; c und d sind ihre schematisch angedeuteten zu entlastenden Lager, e, e und / über den Drehzapfen α aufgeschobene Gewindehülsen. Am Faden g wirkt der konstante Lastzug Z, am Faden Ii das zusätzliche Hängegewicht /, welches vorteilhaft gleich Z gemacht wird

Z-Z

Z-Z

- — R · G~

Die vollkommene Entlastung der Lager c, d kann also nur dann eintreten, wenn der Kerndurchmesser 2 · r der Hülse f für den Entlastungszug Zf etwas kleiner wie der Kerndurchmesser 2 · R der Hülsen e, e für den Lastzug Z und das Hängegewicht i gemacht wird. Die in der Zeichnung rechts liegende Hülse t' und die Hülse /' können ein Stück bilden. Es könnte auch der Hebelarm des Hängegewichtes i von dem des Fadenzuges Z verschieden sein. Das Hängegewicht i kann kleiner als der Lastzug Z sein (Abb. 5, 6\, und

5" es kann (bei gleichsinnigem Gewinde) auch auf der anderen Seite des Drehzapfens a wirken, in welchem Falle aber der Hebelarm (Kerndurchmesser) für den Entlastungszug Z' entsprechend klein sein muß.

Bei sehr kleinem Eigengewicht (7 der zu entlastenden Zeigerachse a, der Hülsen c, e, f und der Zeiger b, h kann bei nicht sehr großer Skalenlänge und somit vor allem bei nicht zu vielen Umdrehungen der Zeigerachse a oder des Zeigers b r = R gemacht werden. Dann werden alle drei Hülsen e,e,f gleich, und es und dazu dient, die Resultierende von Z und i für alle Zeigerlagen (Belastungen) in , die Richtung des Entlastungszuges ZJ zu siegen, welcher am Entlastungsfaden k auf .ή 1 >rehzapfen α oder die Zeigerachse a tärkt, da die Angriffspunkte der drei 'äden g, h. k beim Drehen der Zeigerachse a oder beim Ausschlag des Zeigers b stets um den gleichen Betrag in der Richtung der Drehachse oder Längsachse des Drehzapfens a verlegt werden, g und k bilden einen Faden, der bei m festgemacht wird, der getrennte Faden // ist bei n befestigt.

Bei vollkommener Entlastung der Lager c und d muß sein

Z' = Z + i -f G = Z -\ Z -I- G = 2 ■ Z + G ,

worin G das Eigengewicht der Zeigerachse a nebst Zubehör bedeutet. Wird mit 2 · R der Kerndurchmesser der Gewindehülsen e, e und ' mit 2 · r jener der Gewindehülse / für den Faden k des Entlastungszuges Z' bezeichnet, so muß ferner sein

(Z-Z + G)-r = 2-Z. R

r— R·

Z-Z

"2-Z"+G

\ 2.Z + G-2.Z _ G

Gj 2*Z + G 2'ZA-G

kann auch das Gewinde unmittelbar in die Zeigerachse α eingeschnitten werden (Abb.3,4). ioo Doch könnte auch hier der Kerndurchmesser für den Faden k des Entlastungszuges Z' im Aufwickelbereich des Entlastungsfadens k durch Nachschneiden des Gewindes (in diesem Bereich) um R — r auf r verkleinert werden (Abb. 5 und 6).

Bei den Anordnungen nach Abb. 1, 2 und Abb. 3, 4 verursacht das Eigengewicht G der Zeigerachse α in den Lagen ο und */i (bei o-Last und ¹Z₁-LaSt) ein kleines in der durch die Drehachse des Zapfens α gehenden senkrechten Ebene liegendes Drehmoment und damit in den Lagern c und d Lagerdrucke, welche um so kleiner ausfallen, je kleiner das Eigengewicht G der Zeigerachse α, die Ganghöhe des Führungsgewindes, die Zahl der Umdrehungen der Zeigerachse α und je größer der Abstand der beiden Lager c und d ist. Die hierdurch entstehende Reibung und die von ihr verursachte Unempfindlichkeit ist jedoch sehr klein, so klein, daß letztere selbst bei stärkster Vergrößerung der Gewichts-

anzeige (Ausschlag des Zeigers b für die Gewichtseinheit) unwahrnehmbar klein bleibt. Gemäß der Zeichnung fällt das Gewicht G, das seine Lage beim Drehen der Zeigerachse α nicht ändert, in der Lage ¹Z₂ in die-Richtung des seine Lage mit dem Ausschlag ändernden Entlastungszuges Z', weshalb in der Lage V₂ vollkommene Lagerentlastung eintritt. Man könnte nun die Anordnung

ίο auch so treffen, daß dieser Fall (der vollkommenen Entlastung) in der Lage ¹^ (bei ¹Zi-LaSt) eintritt, indem man etwa durch ein zusätzliches Gewicht / (Abb. 5) auf der Zeigerachse α den Schwerpunkt der Zeigers achse nebst Zubehör und damit das Gewicht G z. B. in die Lage ¹^ des Entlastungszuges Z' oder des Fadens k bringt, weil die Gesamtunempfmdlichkeit der Wiegeeinrichtung bei ¹Z₁-LaSt stets am größten ausfällt.

an Ist das Eigengewicht G der Zeigerachse a sehr groß, so 'kann nach Abb. 5 und 6 dennoch die vollkommene Entlastung der Lager c und d der Zeigerachse α dadurch' erreicht werden, daß zwei Entlastungsvorrichtungen nach dem Hauptpatent, also zwei Entlastungszüge Z' und Z", angeordnet werden, die eine, Z', wie beschrieben, für die ihre Lage ändernden Kräfte Z und i und die andere, zweite,

Z' = ■- ■ (2 · Z · R — Z" - r-"\ = — r r

und

- R — r.

2-Z

■ r/ ■

Der sehr dünne Faden 0 für den Entlastungszug Z" läuft mit dem anderen Ende auf eine zylindrische Fläche des Entlastungshebels, auf welcher eine Fadenrille von entsprechender Steigung eingeschnitten ist. Diese Rille verlegt den Faden 0 derart seitlich, daß die einzelnen Fadenwindungen auf der zylindrischen Zeigerachse a mit kleinem Abstand gleichmäßig nebeneinandergelegt werden. Die Lenkung des Fadens 0 erfolgt also auch hier durch eine Schraubenlinie wie die Führung der Fädeng·., h und k durch das Gewinde auf der Zeigerachse a. Die gleiche Fadenrille oder Bandrille ist auch bei Verwendung eines solchen Führungsgewindes auf der Zeigerachse α für die Antriebshebel der Fädeng"

^r>5 und k von Vorteil,- weil dann die Fäden g und k in allen Lagen auch bei kurzen Faden längen stets eine genau senkrechte Richtung haben bzw. doppelt geführt werden.

Bei kleinem Abstand namentlich der Antriebshebel von der Zeigerachse α können die kurzen Fäden g und k- in gleicher Weise, wie Z" am Faden 0, für das seine Lage beim Ausschlag des Zeigers b nicht ändernde Eigengewicht G der Zeigerachse a. Dann ist auch ■ wieder

und

und

Z' - r + Z" - r = Z ■ R + i · R , Z' -r + Z"-r=zZ- R + Z -R , Z'-r Ar Z" .r — 2-Z-R, (Z' + Z") .r = 2-Z-R, {2-Z ArG)-Y — Z-Z-R, 2-Z

r~R.

2-Z+G '

Doch tritt diesmal in keiner Lage des Zeigers b ein Kräftepaar und damit im ganzen Meßbereich kein Lagerdruck auf, es sind die Lager c und d der Zeigerachse α vielmehr in allen Instrumenten- oder Zeigerstellungen, bei allen Belastungen der Waage, vollkommen entlastet. Ist der Hebelarm r₂" des Zuges Z" kleiner als r, so erhält man.

(2-Z'R — G-r/')

(2 - Z - R— G - r_z") = R

für den Faden 0 beschrieben, auch ohne Führungsgewinde auf der Zeigerachse α durch eine solche Schraubenrille auf dem zylindrischen Teil der Antriebshebel gelenkt werden, wodurch sich die Fäden g und k oder die dünnen und schmalen Bänder g und k auch mit Sicherheit nebeneinander auf der zylindrischen Zeigerachse α aufwickeln, während dies beim Faden h durch Lenkung des Hängegewichtes i in einem entsprechend schräg angeordneten Führungsrohr bzw. an einer etwas no schrägen Blechwand oder an zwei parallelen Wänden (allenfalls mit Rille, an den beiden Seiten umgebogene Blechwand) erreicht wird, wobei das Hängegewicht i mit leichten, doch großen Lauf rädern an der Blechwand laufen kann und auch beim Aufwickeln des Fadens h (z. B. Entlastung und Heben des Gewichtes i) die Reibung so gering ist, daß· (bei Entlastung; der Zeiger selbst bei höchster Vergrößerung der Gewichtsanzeige genau auf ο zurückkehrt. [ Beim Abwickeln des Fadens h (Belastung z. B.) ist die Reibung null und die

Gewichtsanzeige an und für sich einwandfrei.] Besser aber ist es, für den Faden // des Hängegewichtes;' ein Gewinde auf der Zeigerachse α von einer der Aufwicklungsbreite der Fäden oder Bänder g und k entsprechenden kleinen Ganghöhe zu verwenden. Die Fädeng· und fr oder die Bänder g und k können auch hierbei wieder Teile eines und desselben Fadens bzw. Bandes oder aber auch getrennte ίο Fadenstücke bzw. Bänder bilden, von denen jedes für sich auf der Zeigerachse α festgemacht ist.

Der Faden ο wie auch die Fäden g und k oder die dünnen und schmalen Bänder g und k können auch dadurch gelenkt werden und die Xebeneinanderaufwicklung auf der zylindri- j sehen Zeigerachse α dadurch sichergestellt ; werden, daß man den Drehzapfen für den An- j triebshebel in der waagerechten Ebene oder i auch in der senkrechten Ebene etwas schräg stellt oder die Nabe des Antriebshebels, z. B. durch eine etwas schräge Bohrung, unter einem Winkel zur Drehachse aufbringt. In beiden Fällen kann die richtige Schrägstellung durch Einstellschrauben herbeigeführt "werden. Auch hierdurch wird bei Verwendung eines Führungsgewindes auf der Zeigerachse α eine stets senkrechte Lage der Fäden g, k, 0 erhalten bzw. eine Doppelführung.

Bezüglich des Hebelarmes der Züge der Fäden g, Ii, k gilt bei zylindrischer Zeigerachse α das gleiche wie beim Führungsgewinde auf der Zeigerachse a. \ Wird das Verhältnis P_111nJu des maximalen j Wiegegewichtes P_max zur Anzahl 11 der vollen Umdrehungen der Zeigerachse α bei Y₁-LaSt j so gewählt, dall es eine einfache ganze Zahl bildet, z.B. bei einer io-kg-Waage bei u = 10 ' Umdrehungen P_maJn = ¹⁰J_1n = 1 kg = 1 volle ! Umdrehung oder bei einer 8-kg-Waage bei it — 8 Umdrehungen P₁₁₁₁₁Ju = % = 1 kg = 1 ; volle Umdrehung oder bei einer 5-kg-Waage j bei ii = 10 Umdrehungen P_m{U/H=⁵/i(, = o.5 kg = ι Pfund = ι volle Umdrehung oder bei a'ner J-kg-Waage bei // = 20 Umdrehungen \ Λ/.·«.ϊ/»=72ο = ²°"%n = ιoog = 0,1 kg = ι volle Umdrehung, so ergibt sich trotz vieler Umdrehungen (m) ohne jede Rechenarbeit und ohne die geringste rechnerische Überlegung ein äußerst einfache, auf den ersten Blick mögliche Ablesung des Gesamtgewichtes, wenn von der Zeigerachse α aus mittels leichter i Zahnräder, im Verhältnis 1 : 10 bzw. 1 : 8 j bzw. 1:10 bzw. ι : 20 ins Langsame übersetzt, ein leichter Zähler oder eine leichte | Zählerscheibe angetrieben wird, welcher bzw. j weiche durch ein Fenster oder besser offen (die ganze Zählerscheibe stets sichtbar) an einem Festzeiger mit der Anzahl der Umdrehungen μ zugleich das Grobgewicht angibt, j Auch die Lager dieser Zählerwelle können in einfachster Weise, da sie konstant belastet sind, mit der Vorrichtung des Hauptpatents 338 entlastet werden, obwohl das bei nicht zu großer Vergrößerung der Gewichtsanzeige meist kaum nötig sein wird, weil infolge der Übersetzung ins Langsame die aufzuwendende Reibungsarbeit wegen des kleinen Eigengewichtes (von Zähler und großem 7<> Zahnrad) sehr gering ist und die von der Reibung in den Lagern der Zählerwelle verursachte Unempfmdlichkeit am Zeigerende weit unter der Wahrnehmbarkeitsgrenze liegt.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Herabsetzung der Lagerbelastung bei Wiegeeinrichtungen, insbesondere Neigungswaagen, durch Lagerentlastung, nach Patent 709 338, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb einer zu entlastenden Zeigerachse (α) die Fäden (g, h, k) der an dieser angreifenden Fadenzüge (Lastzug Z, Hängegewicht i, • Entlastungszug Z') in einem Gewinde von gleicher, jedoch geringer Ganghöhe derart geführt sind, daß die Resultierende des Lastzuges (Z) und des zusätzlichen Hängegewichtes (i) in allen Lagen des Zeigers (b) in die Richtung des Entlastungszuges (Z') fällt und der Abstand der angreifenden Fadenzüge voneinander immer gleichbleibt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm, mit dem der Faden (£) des Entlastungszuges (Z') an der Zeigerachse (α) angreift, etwas kleiner als jener für die Fäden {g,li) des Lastzuges (Z) und des zusatz- '°° liehen Hängegewichtes (1) ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eigengewicht (G) der Zeigerachse (α) oder des Drehzapfens (a) durch einen am Faden (0) wirkenden besonderen Entlastungszug (Z") für sich aufgehoben wird.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebeneinanderaufwicklung der Fäden (o bzw. >»o g, k) in gleichen Windungsabständen bei zylindrischer Zeigerachse (α) oder zylindrischem Drehzapfen (α) dadurch gesichert bzw. bei kurzer Länge der Fäden (g, k) und Gewinde auf der Zeigerachse (α) weiter dadurch gesichert wird, daß auf dem zylindrischen Teil des Antriebshebels eine Gewinderille (Schraubenlinie) von entsprechender Steigung eingedreht ist, wodurch außerdem die Fäden (g, k, 0) »ao bei Verwendung eines Führungsgewindes auf der Zeigerachse (α) oder auf dem

   Drehzapfen (α) doppelt gelenkt werden und .stets eine genau senkrechte Lage einnehmen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (Ji) für das Hängegewicht (J) an einer entsprechend schrägen Wand (z. B. mit Laufrädern an einer Blechwand) gelenkt wird, um die Nebeneinanderaufwicklung des Fadens Qi) in gleichen \-orgeschriebenen Windungsabständen auch auf einer zylindrischen Zeigerachse (α) oder auf einem zylindrischen Drehzapfen (a) zu sichern bzw. um den Faden (Ji) des zusätzlichen Hängegewichtes (i) bei einem Führungsgewinde der Zeigerachse (α) doppelt zu führen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzapfen des Antriebshebels für den Faden (0 bzw. g, k), sei es in der horizontalen, sei es in der vertikalen Ebene, entsprechend schräg-gestellt ist, um den Faden {0 bzw. k, g) zu lenken und die Nebeneinanderaufwicklung der Fäden (0 bzw. k, g) in gleichen Windungsabständen auf der zylindrischen Zeigerachse (Drehzapfen a) zu sichern bzw. bei Verwendung eines Führungsgewindes für die Fäden (k, g bzw. 0) auf dem Drehzapfen (a) die Fäden (k, g bzw. 0) doppelt zu führen sowie eine in allen Stellungen des Zeigers (b) stets senkrechte Lage der Fäden (g, k, 0) zu erhalten und herbeizuführen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebshebel für die Fäden (0 bzw. g, k) auf seinem Drehzapfen gegenüber der Drehachse schief aufgebracht wird, um die Fäden (0 bzw. g, k) zu lenken, eine sichere Nebeneinanderaufwicklung der Fäden (0 bzw. g, k) in gleichen Windungsabständen auch auf der zylindrischen Zeigerachse (α) oder bei Verwendung eines Führungsgewindes am Drehzapfen (a) eine doppelte Führung· und eine stets genau senkrechte Lage der Fäden (l\> k, 0) zu erhalten.

   8, Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die richtige Schräglage des Antriebshebeldrehzapfens nach Anspruch 6, des Antriebshebels nach Anspruch 7 gegenüber seiner Drehachse bzw. der Führungswand nach Anspruch 5 durch Einstellschrauben herbeigeführt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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