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Selbsttätige Waage mit Ziffernanzeige
Die Angabe des Gewichtsergebnisses
an Waagen in Ziffern ist vielfach erwünscht, jedoch nicht leicht durchzuführen,
Bei Zeigerwaagen scheidet sie von vornherein aus, Möglich ist sie dagegen bei Waagen
mit optischer Übertragung der Gewichtsanzeige, insbesondere den sog. Leuchtbildwaagen,
und es sind auch bei derartigen Waagen schon Lösungen gefunden worden.
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Es wäre naheliegend, bei derartigen Waagen auf das zu vergrößernde
Diapositiv ziffernmäßig Ge wichtsangabe neben Gewichtsangeabe zu setzen, um so die
dem jeweiligen Gewicht entsprechende Zahl an der Ablesescheibe anzeigen zu können.
Das scheitert darar, daß sich bei ausreichender Stufen zahl (mindestens 2000) das
hierfür erforderliche Diapositiv in seiner Länge in der Waage nicht unterbringen
ließe oder daß die einzelnen Ziffern auf dem Diapositiv so klein werden würden,
daß eine einwandfreie Vergrößerung nicht mehr gewährleistet ist. Deshalb hat man
die Ziffernanzeige in Dekaden zerlegt, ähnlich wie dies bei Druckwerken nach dem
sog. System der Reststreckenmessung vorgenommen wird. Eine solche Waage nähert sich
in ihrem Aufbau und Aufwand sehr stark einer druckenden Waage und ist für eine reine
Ziffernanzeige viel zu kompliziert.
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Es sind auch andere Waagen mit optischer Übertragung bekannt, bei
denen gleichfals zwecks Ziffernanzeige die einzelnen Dezimalstellen getrennt sind.
Während bei der soeben beschriebenen Waage das Wiegeergebnis in nebeneinanderstehenden
Ziffern erscheint, muß es bei dieser Waage aus ver-
schledenen getrennt
stehenden Ziffern zusammengesetzt werden, was leicht zu Irrtümern führen kann und
den an sich gegebenen Vorteil der Ziffernanzeige wieder illusorisch- -macht.
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Durch die Erfindung wird eine Ziffernanzeige an selbsttätigen Waagen
auf einfache Weise dadurch bewirkt, daß die Gewichtsangaben in Zahlen in nebeneinanderliegenden
Staffeln am Neigunigispendel auf dem Diapositiv angeordnet sind. Es ist an sich
bei Zeigerwaagen bekannt, Zahlen ; angaben bei Waagen staffelförmig anzuordnen,
wobei sich die Zahlen in Richtung des darüberlaufenden Zeigers teilweise überdecken,
wodurch aber beim Ablesen gerade um so eher Irrtümer entstehen können.
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Benutzt man gemäß der Erfindung bei Waagen mit optischer Übertragung
der Gewichtsanzeige eine ähnliche Anordnung, dann entsteht die Schwierigkeiit, daß
auf der Mattscheibe gleichzeitig mehrere Zahlenangaben erscheinen, weshalb auch
bisher hiervon kein Gebrauch, gemacht worden ist. Eine Lösung dieser Schwierigkeiten
ist erst dadurch bbegehen, daß ein Teil der auf der Ablesescheibe erscheinenden
Gewichtsangaben, durch eine nahe dem Diapositiv angebrachte, vom Neigungspendel
gesteuerte blendenscheibe abgedeckt wird. Übrig bleibt im wesentlichen nur die dem
Gewicht entsprechende Zahl und je nach Ausführung der Blende bisweilen auch kleine
ausschnitte der benschbarten Zahlen, um Übergangsablesungen zu gewährleisten, was
unten noch näher beschrieben wird.
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Die Steuerung der blendenscheibe läßt sich auf die verschiedenste
Art und Weise durchführen.
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Ohne weiteres ist eine photoelektrische Steuerung durchzuführen; sie
kann jedoch auch mechanisch erfolgen, indem sie beispielsweise vom Neigungspendel
durch Zahnsektor und Ritzedl angetrieben wird, In der Blendenscheibe befinden sich
Lichtdurchlässe, die entsprechend den Zahlen auf dem Diapositiv ebenfalls in 5 Staffeln
angeordnet sind.
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Der Umlauf der Blendenscheihe erfolgt zweckmäßig in einer zum Diapositiv
parallelen Ebene, jedoch mit wesentlich höherer Geschwindigkeit, Das Ge-5 chwindigkeitsverhäftiiis
beice zueinander ergibt sich daraus, daß bei Ausschlag des Neigungspendels von einer
Zahl zu der in der Stapel benachbarten Zahl die Blendenscheibe um eine Lichtdurchlaßteilung
weiterläuft, Ob dabei die Bewegung gleichsinnig oder gegenläufig ist, spielt keine
Rolle.
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Schwierigkeiten bei der Ablesung können unter Umständen an den Übergangsstellen
von einer Staffel zur anderen oder auch in bestimmten Zwischenstellungen zwischen
zwei Zahlen entstehen, insbesondere- bei der mechanisch angetriebenen Blendenscheibe.
Eine Abhilfe ist dadurch möglich, daß in solchen stellungen, die sich an der Ablesescheibe
sofort als unzulänglich erkiennen lassen, entweder selbsttätig oder von Hand ein
kleines Gewicht zugeschaltet wird, das etwa dem Differenzgewicht einer halben Stufe
entspricht. Dadurch wird die Angabe an der ANesescheibe günstiger ablesbar, ohne
daß das zugeschaltete Gewicht das Wiegeergebnis in merkbarer Form beeinträchtigt.
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Bei Leuchtbildwaagen, deren Optik zum Ausgleich von Taralasten nachstellbar
ist, ist es zweckmäßig, die Achse der Blendenscheibe auf dem verstellbaren Träger
der Optik anzurodnen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
schematisch dargestellt, und zwar ist Abb. I eine Vorderansicht der inneren Teile
der Leuchtbildwaage, Abb. 2 eine seitenansicht hierzu, Abb. 3 ein Aus. schnitt aus
der Blendenscheibe, Abb. 4 ein Ansicht der Ableseschei-be mit Andeutung der benachbarten
Zahlenangaben, die jedoch durch die Blendenscheibe abgedeckt werden; Abb. 5 bis
8 geben die Anzeige an der Mattscheibe wieder für verschiedene, nahe beieinanderliegende
Gewichte.
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Die Belastung der Waage wird über die Stange a auf den Zwischenhebel
b übertragen, dessen Ende das auf einer Kurve am Neigungspendel aufliegende Band
c belastet, wodurch das Neigungspendel d entsprechend den Belastungen der Waage
ausschlägt. Am Neigungspendel ist das Diapositiv e befestigt, auf dem photographisch
verkleinert und in verschiedenen Reihen gestaffelt, die Gewichtsangaben von Null
bis zur Höchstlast in Zahlen sich befinden. Bis auf die Bezifferung des Diapositivs
stimmt die Waage mit einer normalen Leuchtbildwaage überein. Wie bei einer Leuchtbildwaage
wird auch die Skala optisch durchleuchtet, indem der Strahlengang von einer Lichtquelle
t über ein Linsensystem g, das Diapositiv e und ein weiteres Linsensystem h hindurchgeht,
an Prismen oder Spiegeln umgelenkt und auf eine oder im Bedarf so fall bei doppelseitiger
Ablesung auf zwei. als Ablesescheiben dienende Mattscheibeni geworfen wird.
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Abweichend von der Mattscheibe einer normalen Leuchtbildwaage ist
die Mattscheibe bei dieser Waage wesentlich verbreitert. Entsprechend der Anzahl
der Staffeln der auf dem Diapositiv befindlichen Ziffern ist für jede Staffel ein
Feld auf der Mattscheibe vorzusehen, so daß die Gewichts au gabe je nach Lage der
betreffenden Zahl innerhalb der Staffel in einem dieser nebeneinanderliegenden Felder
erscheinen kann, wie später noch näher beschrieben wird.
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Außerdem ist parallel zu dem Diapositiv eine Blendeneinrichtung k
angeordnet, die in dem dargestellten Beispiel aus einer runden Scheibe besteht;
die in der Achse 1 gelagert ist. Fest mit dieser Achse verbunden ist ferner ein
Ritzel m, das sich zusammen mit der Scheibe dreht und von einem Zahnsektor n angetrieben
wird, der an dem Neigungspendel befestigt ist.
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Ein Ausschnitt aus der Scheibe k ist in Abb. 3 in vergrößertem Maßstab
dargestellt. Sie ist mit Aussparungen oder Öffnungen o versehen, die ebenso wie
die Zahlenangaben auf dem Diapostiiv e staffelartig angeordnet sind. - Die Anzahl
der Öffnungen innerhalb einer Staffel (Abb. 5) muß mit der Anzahl der Zahlen innerhalb
einer Staffel auf dem Diapositiv übereinstimmen, und sie müssen ferner so zueinander
angeordnet sein, daß bei entsprechen-
der Einstellung der Blendenscheibe
die erste Zahl durch die erste Öffnung, die zweite Zahl durch die zweite Öffnung
usw. auf die Mattscheibe projiziert werden kann. Außerdem ist die Geschwindigkeit
bzw. das ausschlagsverhältnis zwischen Blende und Diapositiv durch geeignete Übersetzung
zwischen ersterer und dem neigungspendel so aufeinander einzustellen, wie es in
der Einleitung schon heschrieben wurde, Die Blende kann jhierbei von Null bis zur
Höchstlast mehrere Umdrehungen ausführen.
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Bei dieser Anordnung wird, wenn sich ein bestimmtes Gewicht auf der
Waage befindet, das genau einer auf dem Diapositiv enthaltenen Zahl entspricht,
auch nur diese eine Zahl durch die Blende auf die Mattscheibe geworfen. Alle übrigen
benachbarten Zahlen der gleichen oder benachbarten Staffel, die ebenfalls auf der
Mattscheibe erscheinen könnten, werden durch die BVlende k abgedeckt, Ein derartiger
Fall ist in Abb. 4 dargestellt, wobei das Gewicht 1905 kg auf der Mattscheibe erscheint.
aus ihr ist andeutungsweise erkennbar, wie bei dieser Einstellung die benachbarten
Zahlen liegen würden, wenn sie ebenfalls projiziert und nicht durch die Scheibe
abgeblendet wären oder soweit abseits lägen, daß sie nicht auf die in der Zeichnung
stark umranbdete Mattscheibe gelangen können. es ist ferner darin gestrichelt angedeutet,
auf welche Stellen etwa die Lichtstrahlen fallen, die durch die benachbarten Öffnungen
0 der Scheibek k hindurchdringen.. Praktisch wirken sich selbstverständlich diese
Öffnungen im dargestellten Fall nicht aus-, weil die hindurchtretenden Lichtstrahlen
auf das Innere des Gehäuses fallen. Vorausgesetzt ist hierbei, daß sich auf der
Waage ein ganzes einer vorhandenen zahl entsprechendes Gewicht befindet.
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Kommen hierzu noch Bruchteile, d. h. befindet sich die Waage und damit
die Anzeige in Zweischenstellungen, dann wird, wie man leicht erkennen kann auch
ein Teil der benachbarten Zahl mit angezeigt, wofür ein Teil der angezeigten Zahl
verschwindet, Dadurch könnte die Ablesung mehr oder weniger in Frage gestellt werden.
Infolgedessen müssen noch besondere Vorkehrungen getroffen werden, um das zu verhindern,
und zwar gibt es hierfür eine ganze Anzahl von Läsungsmäglichkeiten.
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Die einfachste Lösung besteht darin, daß die Waage mit einem, sog,
Geradsteller ausgestattet wird, der das Neigungspendel auf einen ganze Zahl, soweit
sie im Diapositiv vorhanden ist, gerade stellt.
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Damit würde jedenfalls eindeutig nur eine einzige Zahl an der Mattscheibe
erscheinen und alle Schwieriglei ten von vornherein. ausgeschaltet sein. Die Geradstellung
hat aber ihrerseits verschiedene Nachteile, so daß sie nicht gern benutzt wird.
Ein weiterer Weg besteht darin, die Höhe der Blendenöffnungen etwas größer zu machen
als es dem Abstand der Blenden in der Ausschlaqgarichtung entspricht.
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In Abb. 3 ist diese Möglichkeit strichpunktiert angedeutet. Gleichzeitig
können auch die Zahlen etwas niedriger gehalten werden. Hierdurch wird erreicht,
daß eine Zahl nicht nur beim genauen Einspielen auf die entsprechende Zeigermarke,
sondern auch in den beiden benachbarten Stellungen noch in ganzer Höhe erscheint.
Es ergeben sich dann in verschiedenen Zweischenstellungen die in den Abb. 5 bis
8 dargestellten Verhältnisse, wobei die Abdeckung durch die Blende gegenüber der
Zahl selbst aus Grünedens die sich weiter unten ergeben, noch etwas verschoben ist.
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In der in Abb. 5 gezeichneten Stellung spielt die Waage genau auf
1211 kg ein. Dabei erscheint die Züffer 1211 gerade sichtbar. Von der Ziffer 1210
ist der obere Teil noch etwas zu erkennen. Bei Zeigerstellung 1211, 25 gemäß Abb.
6 ist die Blende um ein Viertel der Teilung weitergerückt. Die Zahlen angabe 1211
ist vollkommen frei. Von den beiden benachbarten Zahlen sind kleine Teile sich bar.
Bei der Stellung I2II, 5 ist die Zahl 1210 vollkommen abgedeckt, während bei der
Zahl 1211 die Abdeckung gerade schon beginnt. Von der Zahl 1212 ist schon ein wesentlicher
Teil zu sehen. Bei geringer Zusatzbelastung würde die Zahl 1211 mehr und mehr verschwinden,
während gleichzeitig die Zahl 1212 noch nicht mit genügender Sicherheit abzulesen
ist.
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Um dem zu begegnen, wird im Bereich der Belastung 1211,5 bis ausschließlich
1212 kg ein Zusatzgewicht zugeschaltet, dessen Wirkung einer halben Zahlenstufe,
also dem halben Strichabstand entspricht. Es ist selbstverständlich, daß dann an
Stelle des Gewichtes I2II,5 das Gewicht I2I2 kgin der Form angezeigt wird, wie es
in Abb. 8 dargestellt ist. Bei den höheren Gewoichten (bis 1212 kg) treten dann
die gleichen Verhältnisse ein, wie sie in Abb. 6 und 7 beschrieben wurden, jedoch
mit dem Unterschied, daß an Stelle des Gewichtes 1211,5 usw. das Gewicht 1212 kg
sichtbar ist. Ein Fehler in der Anzeige tritt dadurch nicht ein, im Gegen teil,
es ist richtiger, bei Belastungen über I2II,5 kg die Zahl 1212 kg abzulesen als.
etwa I2 I I kg. Voraussetzung allerdings ist, daß die Stufung der Waage für die
vorgesehenen Zwecke ausreicht und daß die Zuschaltung nur einen Bruchteil des Eichfehlers
bildet.
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Die Zuschaltung des Gewichtes erfolgt am einfachsten von Hand über
ein Gestänge, wie es in Abb. 1 angedeutet ist. Das Zuschaltgewicht p wird normalerweise
von einem Hebel q getragen, der schwenkbar gelagert ist und durch einen Handgriff
r betätigt werden kann. Wird der Handgriff nach links geführt, dann kommt das Zusatzgewicht
p auf eine hierfür vorgesehene Stelle des Zwischenhebels b zu liegen und belastet
damit die wiegeeinrichtung zusätzlich. Damit das Zusatzgewicht p normalerweise außer
Eingriff mit der Wiegeeinrichtung bleibt, ist eine Fde'r s vorgesehen, die den Hebel
q nach oben zu führen versucht, so daß das Gewicht p von dem Zwischenhebel wieder
abgehoben wird.
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Eine selbsttätige Zuführung des Zusatzgewichtes kann auf elektrischem
Wege erreicht werden. Das Ei-n- und Ausschalten kann beispielsweise durch eine lichtelektrische
Zelle bewerkstelligt werden,
die dann von einem Lichtstrahl. getroffen
wird, wenn die Belastung der Waage einen Gewichtsbruchteil zweischen 0,5 und 0,99
ergibt, Da ohnedies eine Lichtquelle und ein Linsensystem vorhanden sind, braucht
nur das. Diapositiv e mit einer Skala lichtdurchlässiger und lichtundurchlässiger
Stellen versehen zu, sein, durch die von der Lichtquelle f Licht auf die Photozelle
fällt, Der dadurch hervorgerufene Stromstoß kann einen Magneten betätigen, der auf
das Gestänge q wirkt. Benutzt man eine lichtelehtrische Zelle, dann besteht die
weitete Möglichkeit, auf die mechanische Verbindung zwischen Scheibenblende k und
Neigungspendel zu verzichten und eine Blende vom Neigungspendel. aus. auf-elektrischem
Wege zu steuern. Auch das geschieht am besten dadurch, daß auf demDiapositiv, das.
ja am Neigungspendel selbst befestigt ist, lichtdurchlässige mit lichtundurchlässigen
Stellen abwechseln. Dieses müssen jedoch so beschaffen sein, daß je nach der Stufe,
innerhalb welcher die Waage einspielt, mehr oder wenigen Licht auf die Photozelle
fällt. Je nach der Lichtintensität verursacht die lichtelektrische Zelle eine Verstellung
der Blende auf eine der fünf Stufen einer Staffel. An der Mattscheibe erscheint
dann nur die durch die Blende freigegebene Zahl. Hierdurch entsteht der große Vorteil,
dal auch in Zwischenstellungen i1n-mer nur eine Zahl durch die Blende hindurchgelassen
wird, so daß Übergangsschwierigkeiten, wie sie bei der mechanisch angetriebenen
Blende entstehen, überhaupt nicht auftreten.