DE897928C - Analysenwaage, insbesondere Mikrowaage - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. NOVEMBER 1953

M 34PP IXb I'42 f

Bei Analysen- und Mikrowaagen mit gleicharmigem und mit Bezug auf die Mittelschneide symmetrisch ausgebildetem Waagebalken ist es bekannt, eine Arretiervorrichtung zu verwenden, welche auf einem in Gleitlagern lotrecht geführten Schieber sowohl die Abhebeorgane zum Abheben ■des Waagebalkens von der Mittelpfanne als auch die Abhebeorgane zum Abheben der beiden Gehänge von den Außenschneiden des Waagebalkens

ίο aufweist. Beim Lösen der Arretierung wird der Schieber mit sämtlichen Abhefbeorganen in Parallelbewegung gesenkt und zuerst die Mittelschneide des Waagebalkens auf die feststehende Mittelpfanne und erst nachher die Pfannen der Gehänge auf die beiden Außenschneiden abgesetzt. Im Zeitabschnitt, in welchem zwar der Waagebalken, nicht aber die beiden Gehänge freigegeben sind, ist der Waagebalken unbelastet und kann Schwingungen ausführen. Beim weiteren Senken des Schiebers und der an ihm befestigten Abhebeorgane entstehen daher gern Prellungen, sobald eine Außenschneide des noch frei pendelnden Waagebalkens mit einer der beiden Pfannen der Gehänge in Berührung kommt. Außerdem werden die beiden Pfannen der Gehänge wegen der unbestimmten Lage des Waagebalkens dann nie in genau gleicher Weise auf die Außenschneiden aufgesetzt. Es ist infolgedessen bei solchen Waagen unumgänglich, die Arretierung zuerst nur so weit zu lösen, bis der Waagebalken, nicht aber die Gehänge freigegeben sind, und dann die beiden Gehänge in dem Moment aufzusetzen, in welchem der Waagebalken gerade durch die Nullage schwingt. Die sachgemäße Bedienung einer solchen Arretiervorrichtung benötigt insbesondere

^a5

30

bei Mikrowaagen eine beträchtliche Geschicklichkeit und Sorgfalt. Beim Feststellen der Arretierung ergeben sich ähnliche Unzulänglichkeiten, weil zuerst die Gehänge vom Waagebalken abgehoben werden und erst nachher der Waagebalken selbst arretiert wird.

Man hat aus diesen Gründen für genauere Analysen- und Mikrowaagen mit symmetrischem Waagebalken Arretiervorrichtungen entwickelt, bei ίο welchen zum Lösen der Arretierung zuerst die Gehänge auf den noch arretierten Waagebalken aufgesetzt werden und anschließend der Waagebalken selbst freigegeben wird. Beim Feststellen der Arretierung werden umgekehrt zuerst der Waagebalken arretiert -und dann die beiden Gehänge vom arretierten Waagebalken abgehoben. Eine bekannte Arretiervorrichtung dieser Art benutzt zwei in Gleitlagern .lotrecht geführte Schieber. Der eine dieser Schieber trägt alle für die beiden Gehänge bestimmten Abhebeorgane, während der andere der beiden Schieber mit den für den Waagebalken vorgesehenen Abhebeorganen bestückt ist. Die beiden Schieber werden mit Hilfe von Doppelkurbel- öder Doppelexzenterantrieben derart in einer zeitlich as verschobenen Reihenfolge gesenkt oder angehoben,, daß sich die obengenannte Wirkungsweise der Arretiervorrichtung ergibt. Eine weitere Bauart einer Ariretiervorrichtung dieser Art besitzt nur einen in Gleitlagern lotrecht .geführten Schieber, auf welchem die AMiebeorgane für den Waagebalken angebracht sind. Die Abhebeorgane für das eine Gehänge sind ineinererstendrehbaren Schwinge und die Abhebeorgane für das andere Gehänge sind in einer zweiten drehbaren Schwinge befestigt. Die beiden Schwingen sind um Achsen drehbar, die parallel zur Richtung der Waagebalkenschneiden verlaufen. Am Schieber und an den beiden Schwingen sind ferner Mitnehmer angelenkt, welche eine solche zwangsläufige Bewegung zwischen diesen drei mit den verschiedenen Abhebeorganen versehenen Teile bewirken, daß die an den äußeren Enden der Schwingen befindlichen Abhebeorgane für die beiden Gehänge einen größeren Weg zurücklegen als die auf dem Schieber befestigten Abhebeorgane für den Waagebalken. Es ist auch eine Arretiervorrichtung bekanntgeworden, bei welcher in entsprechender Weise die für die beiden Gehänge bestimmten Abhebeorgane auf einem in Gleitlagern lotrecht geführten Schieber angebracht sind, während die Abhebeorgane für den Waagebalken auf zwei gegenläufig bewegten Schwingen sitzen. Um die angestrebte Wirkungsweise der Arretiervorrichtung zu erhalten, werden die beiden Schwingen vom Schieber aus mit federnd ausgebildeten Mitnehmern verstellt, und es ■sind Anschläge vorgesehen, welche die Bewegung der Schwingen begrenzen. Schließlich hat man die Abhebeorgane für das eine Gehänge und einen Teil der Abhebeorgane für den Waagebalken auf einer ersten Schwinge und die Abhebeorgane für das andere Gehänge und die restlichen Abhebeorgane für den Waagebalken auf einer zweiten Schwinge angeordnet. Die Drehachsen der beiden Schwingen befinden sich in der Nähe der den Waagebalken unterstützenden Mittelpfanne und verlaufen parallel zu den Waagebalkenschneiden. Ein besonderes, an beiden Schwingen angreifendes Antriebsgestänge bewirkt eine gegenläufige Bewegung 'der Schwingen in solcher Weise, daß die beiden Schwingen zwar um gleiche Drehwinkel, jedoch in entgegengesetztem Drehsinn geschwenkt werden. In den vorbekarmten Arretiervorrichtungen für Analysen- und Mikrowaagen mit symmetrischem Waagebalken müssen demnach die Abhebeorgane für die beiden Gehänge und für den Waagebalken auf wenigstens zwei in verschiedener Weise bewegten Teilen, wie Schwingen, Schieber u. dgl., verteilt angeordnet werden, wenn man erreichen will, daß etwa beim Lösen der Arretierung zuerst die Gehänge auf den Waagebalken aufgesetzt und der Waagebalken erst anschließend freigegeben wird.

Nach der Erfindung kann nun eine Vereinfachung und Verbesserung einer Analysenwaage oder Mikrowaage mit feststehender Mittelpfanne insbesondere bezüglich der Arretiervorrichtung zur Entlastung der Waagebalkenschneiden dadurch erreicht werden, daß bei einer Waage mit unsymmetrischem Waagebalken und mit nur an einem Waagebalkenarm aufgehängtem Gehänge und einem am anderen Waagebalkenarm feet angeordneten Gegengewicht die Arretiervorrichtung nur einen beweglichen Schieber aufweist, auf welchem sowohl die Abhebeorgane für das Gehänge als auch die Abhebeorgane für iden Waagebalken befestigt sind, und daß dieser Schieber mit zwei an ihm angelenkten Lenkhebeln mit untereinander und zur Richtung der Waagebalkenschneiden parallelen und waagerecht angeordneten Drehachsen geführt ist. Vorzugsweise werden dabei ferner die beiden Lenkhebel im Raum unterhalb des mit dem festen Gegengewicht versehenen Waagebalkenarmes untergebracht. Waagen mit unsymmetrischem Waagebalken und mit nur an einem Waagebalkenarm aufgehängtem Gehänge und einem am anderen Waagebalkenarm fest angeordneten Gegengewicht tos sind zwar an sich bekannt; sie wurden aber bisher wenig verwendet und konnten insbesondere mit der für Mikrowaagen gewünschten Genauigkeit noch nicht gebaut werden. Bei einer Waage nach der vorliegenden Erfindung treten dabei trotz der Verwenldung einer Arretiervorrichtung mit nur einem und mit sämtlichen Abhebeorganen versehenen Schieber nicht die Mängel auf, die sich unter sonst gleichen Umständen bei der Anwendung eines symmetrischen und gleicharmigen Waagebalkens mit zwei Gehängen einstellen. Es werden vielmehr sowohl der Waagebalken auf die Mittelpfanne als auch das Gehänge auf die Außenschneide mit einer Genauigkeit und Zuverlässigkeit abgesetzt, wie sie bei einer Waage mit symmetrischem Waagebalken nur mit einer Arretiervorrichtung mit zwei beweglichen Schiebern erreicht wenden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung schemätisch dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht der neuen Analysen- oder Mikro-

waage, während die Fig. 2 bis 4 herausgezeichnete Einzelteile der Waage nach der Fig. 1 in der Draufsicht angeben.

Auf der im Schnitt dargestellten Grundplatte 1 (Fig. 1) des Sockels 2 der Waage ist ein Träger aufgebaut, welcher aus einem plattenförmigen Fußteil 3, einem durchbrochenen Kopfteil 4 und den Tragsäulen 5, 7, 8 besteht. Der Fußteil 3 ist in der Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellt, und dementsprechend ist die vorn befindliche Säule 5 in abgebrochener Ansieht gezeigt. Der Kopfteil 4 des Trägers (Fig. 2) besteht aus den beiden Schenkeln 9 und 10 und den Quertraversen 11 und 12, welch letztere die Mittelpfanne 13 trägt. Der unsymmetrisch ausgebildete Waagebalken 15 stützt sich beim Betrieb der Waage mit seiner Mittelschneide 14 auf der Pfanne 13 ab. Der rechte längere Arm des Waagebalkens 15 ist mit einem fest angeordneten Gegengewicht 50 versehen, während der linke kürzere Arm eine Außenschneide 16 aufweist. An dieser Außenschneide hängt das gesamte Gehänge der Waage mit Hilfe der in einem Auf lagerteil 20 befestigten Pfanne 21. Am Auflagerteil 20 greift ferner ein in der Fig. 1 nur durchbrochen wiedergegebener Tragbügel 19 an, welcher zu beiden Seiten des Auflagerteiles 20 nach unten ragt. Die Waageschale 17 ist dabei vermittels des Traggestänges 18 am Tragbügel 19 beweglich angelenkt.

Um die Außenschneide 16 des Waagebalkens zu entlasten, besitzt die untere Seite des Auflagerteiles 20 in der Fig. 1 nicht ersichtliche vertiefte Führungen, in welche in der arretierten Stellung der Waage die Abhebeorgane 26, 27, 28 nach Art einer Dreipunktlagerung (Fig. 3) eingreifen. In entsprechender Weise besitzen auch die zapfenförmige Verdickung 56 und der in der Fig. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene sich erstreckende Fortsatz 22 am Waagebalken 15 solche Führungen, in welche zur Arretierung des Waagebalkens 15 die Abheheorgane23, 24, 25 eingreifen können, die ebenfalls nach Art einer Dreipunktabstützung angeordnet sind (Fig. 3). Die Abhebeorgane 23 bis 28 sind alle auf dem plattenförmigen Kopfstück 29 eines Schiebers befestigt, welcher durch das Kopfstück 29, das vermittels des Flansches 51 am Kopfstück starr befestigte und nach unten ragende Rohr 42 und die beiden mit Hilfe der Stellschrauben 52 in der Längsrichtung des Rohres 42 verschiebbar angeklemmten Flansche 41 und 43 gebildet wird. Von den beiden an sich gleichen Flanschen 41 und 43 zeigt die Fig. 4 den oberen Flansch 41 in der Draufsicht. Dieser Schieber wird nun durch zwei beispielsweise gleich ,ausgeführte Lenkhebel 44 und 45 (Fig. 1) ähnlich einer Parallelogrammaufhängung geführt, welche im Raum unterhalb des rechten, mit dem Gegengewicht 50 versehenen Waagebalkenarmes angeordnet sind. Die beiden Lenkhebel 44 und 45 besitzen an ihren Schenkelenden paarweise einander entgegengerichtete, vorn konische Schraubenspindeln 46, mittels welchen sie einerseits an die beiden Flansche! 41 und 43 des Schiebers und andererseits an die nasenförmigen Fortsätze 36 und 55 des Fußteiles 3 und des Kopfteiles 4 des die Mittelpfanne 13 aufweisenden Trägers nach Art einer Spitzenlagerung angelenkt sind. Die üblichen Sperrmittel, wie Gegenmuttern od. dgl., zur Fixierung der einmal eingestellten Stellung der Schraubenspindeln 46 sind in den Fig. 1 und 4 nicht angegeben. An der Stelle der in der Fig. 4 gezeigten Spitzenlagerung können auch andere einstellbare konische Lager treten, mit welchen die Lenkhebel 44, 45 mit untereinander parallelen und waagerechten Drehachsen an den Schieber und an Teile des Trägers schwenkbar angelenkt sind. Die koni-■sehen Lager bzw. die Schraubenspindeln 46 können satt angezogen werden, so daß der Schieber ohne jedes seitliche Spiel auf und ,ab bewegt werden kann. Zur Bewegung des Schiebers ist eine unten in das Rohr 42 hineingreifende Schubstange 47 vorgesehen, welche auf der Welle 53 drehbar gelagert ist. Das untere Ende der Schubstange 47 wird von der Exzenterscheibe 48 geführt, welche ihrerseits auf der drehbaren Betätigungswelle 38 sitzt, die im Sockel 1 gelagert wird. In der Fig. 1 ist nur das eine der beiden Lager 54 angegeben, und der über die Stirnwand des Sockels hinausragende und mit dem Betätigungsknopf versehene Teil der Betätigungswelle 38 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.

In der höchsten Stellung des Exzenters 48 ist die Mittelschneide 14 von der Pfanne 13 abgehoben, und der Waagebalken 15 ruht auf den Abhebestiften 23 bis 25 in einer Lage, die gegenüber derjenigen in Fig. ι leicht im Gegenuhrzeigersinn gedreht ist. Die Abhebestifte 26 bis 28 sind nun um so viel langer, daß in dieser arretierten Stellung des Waagebalkens 15 auch die Pfanne 21 von der Außenschneide 16 abgehoben ist und das gesamte Gehänge 17 bis 21 einschließlich der nicht gezeichneten Schaltgewichte auf den Abhebestiften 26 bis 28 aufliegt und damit ebenfalls arretiert ist. Wird nun der Exzenter 48 langsam gegen seine tiefste Lage hin gedreht und damit die Arretierung gelöst, dann senkt sich der Schieber und setzt vorerst die Mittelschneide 14 des Waagebalkens 15 auf die Pfanne 13 ab, während das Gehänge 17 bis 21 noch immer auf den Abhebestiften 26 bis 28 ruht. Beim weiteren Absenken des Schiebers würde nun ein gleicharmiger und symmetrischer Waagebalken beginnen,.unerwünschte Schwingungen auszuführen, welche die eingangs erwähnten Fehlerquellen und Mangel zur Folge haben. Bei einem unsymmetrischen Waagebalken trifft dies hingegen nicht zu. Sobald vielmehr die Mittelschneide- 14 auf die Pfanne 13 aufgesetzt ist, dreht sich der Waagebalken 15 beim weiteren Absenken des Schiebers auf der Pfanne 13 im Uhrzeigersinn, ,so daß er sich infolge der Wirkung des Gegengewichtes 50 nur mit seinem linken Arm vom Abhebestift 23 abhebt, gleichzeitig aber mit seinem rechten Arm nach wie vor auf den beiden restlichen Abhebestiften 24, 25 (vgl. Fig. 3) ruhen bleibt. Das Gehänge 17 bis 21 ist dabei zunächst noch arretiert. Infolge dieser Drehung des Waagebalkens wird nun beim Senken des Schiebers die Außenschneide 16

rasch gegen die Pfanne 21 des Gehänges 17 bis 21 vorrücken, und es wird die Pfanne 21 auf die Außenschneide 16 abgesetzt. Die Arretiervorrichtung ist dabei so justiert, daß diese Stellung, in welcher gerade die Pfanne 21 auf die Schneide 16 gelegt wird, annähernd \die Nüllage des Waagebalkens 15 darstellt. Ist somit der Waagebalken 15 nach dem Aufsetzen des mit dem zu wägenden Gegenstand und mit den entsprechenden Schal'tgewichten belasteten Gehänge 17 bis 21 näherungsweise im Gleichgewicht, dann ziehen sich beim weiteren Senken des Schiebers alle Abhebeorgane 23 bis 28 nach unten zurück und geben sowohl den Waagebalken 15 als auch das Gehänge 17 bis 21 frei. Je nach der Belastung des Gehänges 17 bis 21 schwingt sodann der Waagebalken 15 in eine entsprechend geneigte Stellung über, welchei die letzten Gewichtsdezimalen des zu wägenden Gegenstandes angibt. Die Fig. 1 zeigt die sich ergebende Lage des Waagebalkens 15 und des Gehänges 17 bis 21 bei vollständig gelöster Arretierung, in welcher demnach der Exzenter 48 und der mit den Abhebeorganen 23 bis 28 ausgerüstete Schieber ihre tiefste Stellung einnehmen. Beim Einrücken der Arretierung finden die beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge statt. In der arretierten Stellung des Waagebalkens 15 ,greift dabei der spitze Abhebestift 23 in eine im Teil.56 unten angebrachte trichterförmige Führung ein, der flache Abhebestift 25 (Fig. 1) liegt unten am Teil 22· eben an, und der Abhebestift 24 (Fdg. 3) befindet sich vorn in einer im Teil 22 unten angebrachten Führung. Die Dreipunktlagerung für das Gehänge 17 bis 21 ist in an sich bekannter Weise entsprechend ausgeführt. Der Waagebalken 15 und der die Pfanne 21 aufweisende Auflagerteil 20 werden somit ohne jedes Spiel in einer genau bestimmten gegenseitigen Lage vom Schieber 29, 42 getragen, so daß bei einem erneuten Lösen der Arretierung ein stets gleiches Aufsetzen des Waagebalkens auf die Mittelpfanne 13 und des Gehänges 17 bis 21 auf die Außenschneide 16 des Waagebalkens gewährleistet wird.

Der vom Schieber 29, 42 zwischen seiner tiefsten und höchsten Stellung zurückgelegte Hub beträgt in der praktischen Ausführung der Waage etwa 2,0 bis 2,5 mm. Der von den beiden Lenkhebeln 44, 45 dabei ausgeführte Drehwinkel ist somit klein, und die Bewegung des Schiebers 29, 42 könnte innerhalb des angegebenen Hubes in erster Näherung als praktisch noch geradlinig betrachtet werden. Unter dieser vereinfachenden Voraussetzung wäre es dann belanglos, welchen räumlichen Winkel die durch die Schraubenspindeln 46 bestimmten untereinander parallelen Drehachsen der Lenkhebel 44, 45 gegenüber der Richtung der Waagebalkenschneiden 14, 16 einnehmen. Diese vereinfachende Voraussetzung ist jedoch insbesondere für Mikrowaagen höchster Genauigkeit nicht 6σ mehr zulässig, und es sind für eine möglichst genau arbeitende Arretiervorrichtung die Krümmung und die Lage der von den Abhöbeorganen beschriebenen Wegkurven zu berücksichtigen. Werden die an sich waagerechten Drehachsen der Lenkhebel 44, 45 beispielsweise parallel zur Zeichnungsebene der Fdg. 1 und damit räumlich senkrecht zur Richtung der Waagebalkenschneiden 14, 16 angeordnet, dann bewegen sich die Abhebeorgane 23 bis 28 in lotrechten und zur Zeichnungsebene der Fig. 1 senkrecht stehenden Ebenen. Die an den Teilen 56 und 22 des Waagebalkens befindlichen Führungen für die Abhöbeorgane beschreiben aber bei einem auf die Pfanne 13 .aufgesetzten Waagebalken Kreisbogenstücke um die Schneidenkante 14, welche in zur Zeichnungsebene der Fig. 1 parallelen Ebenen liegen. Wie bereits oben erläutert wurde, gibt es bei der Betätigung der Arretiervorrichtung eine vorübergehende Zwdschenstellung, in welcher die Mittelschneide 14 gerade .auf die Pfanne abgesetzt wurde und der Waagebalken 15 gleichzeitig auch auf den beiden Abhebestiften 24 und 25 ruht, die ihrerseits noch in den zugeordneten, im Teil 22 befindlichen Führungen eingreifen. Bei einem Absenken des Schiebers 29, 42 sind somit Zwangskräfte unvermeidlich, welche auf den rechten Waagebalkenarm einwirken und die vorher richtig abgesetzte Mittelschneide 14 auf der Pfanne 13 nachträglich in einer nicht reproduzierbaren Weise verschieben. Solche Zwangskräfte und ihre schädlichen Folgen lassen sich hingegen vermeiden, wenn go die Drehachsen der Lenkhebel 44, 45 alle parallel zur Richtung der Waagebalkenschneiden 14, 16 angeordnet sind, wie dies die Fig. 1 bis 4 der Zeichnung wiedergeben. Bei auf die Pfanne 13 aufgesetzter Mittelschneide 14 erfolgen unter diesen Umständen die Bewegungen der Abhebeorgane und der ihnen zugeordneten Führungen dm Waagebalken nicht mehr in verschiedenen winklig zueinander stehenden Ebenen, sondern je in derselben Ebene. Man kann dann erreichen, daß eich beispielsweise die beiden Abhebestifte 24, 25 am Teil 22 ohne jede Zwangskraft einfach abwälzen, wenn der Schieber 29, 42 gesenkt wird und der Waagebalken sich dementsprechend im Uhrzeigersinn dreht. Durch entsprechende Anordnung der beiden Lenkhebel 44, 45 kann man auch die Bewegungen der Abhebeorgane 24,2.5 derart gestalten, daß sie innerhalb des Hubes des Schiebers 29, 42 mit großer Genauigkeit der kreisförmigen Bewegung des Teiles 212 folgen, bis das Gehänge 17 bis 21 auf die Außenschneide 16 aufgesetzt ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Analysenwaage, insbesondere Mikrowaage, mit feststehender Mittelpfanne und einer Arretiervorrichtung zur Entlastung der Waagebalkenschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß ■bei einer Waage mit unsymmetrischem Waagebalken und mit nur an einem Waagebalkenarm aufgehängtem Gehänge und einem am anderen Waagebalkenarm fest angeordneten Gegengewicht die Arretiervorrichtung nur einen beweglichen Schieber aufweist, auf welchem sowohl die Abhebeorgane für das Gehänge als auch die Abhebeorgane für den Waagebalken

   befestigt sind, und daß dieser Schieber mit zwei an ihm angelenkten Lenkhebeln mit untereinander und zur Richtung der Waagebalkenschneiden parallelen und waagerecht angeordneten Drehachsen geführt ist.
2. 2. Analysenwaage, insbesondere Mikrowaage, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenkhebel im Raum unterhalb des mit dem Gegengewicht versehenen Waagebalkenarmes angeordnet sind.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 9411, 273 694; Katalog der Sartorius-Werke A.-G. in Göttingen

   über Sartorius' Analysen-Dämpfungswaage DP 3 15 »Proja«.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 5569 11.