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Zeigerantrieb für Neigungswaagen Die Erfindung bezieht sich auf einen
Zeigerantrieb für Neigungswaagen, bei dem. der Ausschlagwinkel des Neigungspendells
auf eine Zeigerwelle mittels eines am Neigungspendel drehbar gelagerten Zahnbogens
übertragen wind.
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Zweck der Erfindung ist es, gegenüber den bekannten Antrieben dieser
Art, durch bestimmte Anordnung des Schwerpunktes des Zahnbogens den letzteren in
allen Ausschlagstellungen der Waage stets mit einem bestimmten gleichbleibenden
Druck gegen die Verzahnung der Zeigerwelle zu führen sowie ferner insbesondere eine
spielfreie Ubertragung zwischen Zahnbogen und Zeigerwelle zu bewirken, ohne ,daß
es hierzu des vielfach üblichen Zuggewichtes an der Zeigerwelle bedarf. Dadurch,
daß ,der Zahndruck des Zahnbogens, dem in seinem Abstand von der Zeigerwelle etwas
Spielraum gegeben erden kann, bei allen Ausschlagstellungen .gleichbleibt, wird
der Zahnbogen beim Ausschlag des Neigungspendels durch die schrägen Zahnflanken
aus dem Ritzel herausgedrückt und dringt erst beim Einspielen der Waage wieder vollständig
in die Verzahnung des Ritzels hinein, wodurch trotz richtiger Anzeige infolge dieser
- Schwingbewegung eine rasche Abnützung der Zahnflanken vermieden wird. Sofern eine
Führungsrolle für den Zahnbogen vorgesehen ist, muß diese dieses Spiel ermöglichen.
-Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, idaß Ider Winkel zwischen
der Verbingdun,gslinie vom Schwerpunkt des Zahnbogens zu seiner Drehachse mit der
durch diese gehenden Senkrechten denselben Winkel einschließt wie die Verbindungsgeraden
von Ider Zeigerachse und vom Zahnbogendrehpunkt zur Pendelachse. Hierbei kommt es
also in erster Linie darauf an, daß der gesamte Schwerpunkt des Zahnbogens
auf
einer bestimmten theoretischen Geraden liegt.
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Zum besseren Verständnis dieser Anordnung und zum Beweis des gleichbleibenden
Druckes zwischen Zahnbogen und Zeigerwelle ist in Abb. I ein Kräfteplan dargestellt,
der der später zu beschreibenden Anordnung nach Abb. 2 entspricht.
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Hierin bedeutet R die Verbindungsgerade zwischen der Pendelachse
des Neigungspendeis und dem Drehpunkt des Zahnbogens; r ist der Abstand des Drehpunktes
des Zahnbogens x-on dem Gesamtschwerpunkt des Zahnbogens; a ist der Abstand des
genannten Schwerpunktes von der durch den Drehpunkt des Zahnbogens gehenden Senkrechten,
b ist der senkrechte Abstand des Zahnbogendrehpunktes von der Verbindungsgeraden
zwischen der Zeigerwelle und der Achse des Neigungspenldels. Die Winkel zwischen
diesen Geraden sind mit a bezeichnet. Es sind diejenigen Winkel, die gemäß der Erfindung
gleich sein sollen.
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Das Gesamtgewicht Ides Zahnbogens ist mit Q bezeichnet und greift
im Schwerpunkt an.
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P ist diejenige Kraft, mit der der Zahnbogen gegen die Zeigerwelle
drückt. Strichpunktiert ist itl der Darstellung eine beliebige Aus schlagstellung
des Neigungspendels angegeben. Hierbei ändern sich die Werte R und r nicht, ebenso
bleibt die Kraft Q gleich.
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Dagegen ändern sich die Werte a in a, b in b', und die Winkel a werden
um den Betrag # kleiner, so daß an beiden Stellen die einander gleichen Winkel (α
- #) entstehen.
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Die Kraft soll für die neue Ausschlagstellung mit P' bezeichnet werden.
Aus dem Kräfteplan ergeben sich folgende Formeln: sin # α = a/r = b/R Hieraus
ergibt sich R ~ b r a In der Ausschlagstellung ist a' b' R b' sin (α - #)
= r = R; r a'.
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Folglich verhält sich b b' a Am Zahnbogendrehpunkt ergeben sich folgende
Momente: Q # a = P und in Aussehlagstellung Q # a' = P # b'.
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Da Q in allen Fällen konstaiit bleibt, erhält man P # b @ P' # b'
a a' Unter Berücksichtigung dessen, daß, wie oben nachgewiesen, b/a = b'/a' ist,
ergibt sich P = P', mit anderen Worten, die Kraft, d. h. der Druck, den der Zahnbogen
auf die Zeigerwelle ausübt, ist allen beliebigen Ausschlagstellungen der Waage gleich.
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Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in den Abb.
2 bis 4 schematisch dargestellt.
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Bei dem Nusführungsbeispiel nach Abb. wirkt der Druck des Zahnbogens
von unten gegen die Zeigerwelle.
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In Abb. 3 wirkt der Druck des Zahnbogens von oben gegen die Zeigerwelle.
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Bei der Ausführung nach Abb. 4 wirkt der Druck des Zahnbogens gleichfalls
von oben gegen die Zeigerwelle. Der Drehpunkt des Zahnbogens befindet sich jedoch
gegenüber der vorhergehenden Abbildung an der rechten Seite des Pendelarmes und
in Ruhestellung reehts von der Zeigerwelle.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 greift die Belastung in bekannter
Weise an einer Kurvenscheibe I an. die mit dem Neigungspendel 2 verbunden ist, das
mittels Schneiden 3 auf den Pfannen 4. ruht. Am unteren Ende des Pendelarmes 2 befindet
sich der Drehpunkt 5 für den Zahnbogen 6, der in das Ritzel der Zeigerwelle 7 eingreift
und dadurch den Ausschlag des Neigungspendels auf den Zeiger 8 überträgt, der an
der Skala 9 abgelesen werden kann. An dem Zahnbogen sind zwei Gewichte 10 befestigt,
die auf ihren Armen, die mit einem Gewinde versehen werden können, verschiebbar
sind.
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Die Verschiebung des einen unterhalb des Drehpunktes 5 liegenden Gewichtes
erfolgt parallel zur Strecken und regelt den Zahndruck gegen das Ritzel und die
des anderen oberhalb des Drehpunktes 5 liegenden Gewichtes senkrecht dazu und dient
zur Einstellung der Schwerpunktlage.
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Hierdurch ist es möglich, den Zahndruck und den Gesamtschwerpunkt
des Zahnbogens einzustellen. Der Schwerpunkt kann dadurch so gelegt werden, daß
gemäß der Erfindung seine Verbindungsgerade zum Drehpunkt 5 mit der durch diesen
gehenden Senkrechten den gleichen Winkel einschließt wie die Verbindungsgerade von
der Schneidenlinie 3 zu der Drehachse der Zeigerwelle bzw. des Ritzels 7 und zum
Zahnbogendrehpunkt.
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Dadurch ergibt sich zwischen dem Zahnbogen 6 und dem Ritzel 7 in allen
Ausschlagstellungen stets ein gleicher von dem Zahnbogen gegen das Ritzel gerichteter
Druck.
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Die Anordnung nach Abb. 3 entspricht im wesentlichen der nach Abb.
2, jedoch liegt hier der Zalinbogen 11 auf dem Ritzel 12, und der Schwerpunkt des
Zahnbogens wird durch zwei nur oberhalb des Drehpunktes 14 des Zahnbogens parallel
bzw. senkrecht zur Linie (Abb. 1) liegende Gewichte 13 verstellt. Diese Verstellung
erfolgt wiederum so, daß der Winkel zwischen der Verbindungslinie vom Schwerpunkt
des Zahnbogens zu seiner Drehachse 14 und der durch diesen gehenden Senkrechten
gleich dem von den Verbindungsgeraden von der Schneide zur Drehachse des Ritzels
12 und zum Zahnbogendrehpunkt eingeschlossenen Winkel ist.
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Ähnlich ist auch die Ausführungsform nach Abb. 4. Auch hier drückt
der Zahnbogen I5 von oben gegen das Ritzel, und der Schwerpunkt des Zahnbogens kann
durch die beiden oberhalb des Drehpunktes I8 parallel bzw. senkrecht zu r verschiebbaren
Gewichte I7 verstellt werden. Der Schwerpunkt ist von der durch den Drehpunkt I8
gehenden Senkrechten nach links auf den Winkel ,8 einzustellen, der dem Winkels
entspricht, den die Verbindungslinien von der Schneidenachse zum Drehpunkt 18 und
zur Drehachse des Ritzels I6 bilden.