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Elektrische Einrichtung für Meßgeräte und Waagen, insbesondere Neigungspendelwaagen,
zur Registrierung der Auss chlagsweite
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Einrichtungen für Meßgeräte und Waagen, insbesondere Neigungspendelwaagen, mit einem
oder mehreren beweglichen, gegebenenfalls mit Anzeigeskalen versehenen Meßgliedern,
deren Ausschläge ein Maß für die zu messenden Größen angeben. Bei den bekannten
selbsttätigen Einrichtungen, welche gebräuchlich sind, um die Anzeigen solcher Meßgeräte
auf Registrier- oder Steuervorrichtungen zu übertragen, werden Mitlauf-, Ablese-
und Nachlaufsysteme unterschieden.
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In Mitlaufsystemen wirkt das bewegliche Meßglied unmittelbar auf
die genannten Vorrichtungen.
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Letztere sind also im allgemeinen synchron mit dem Meßglied in Tätigkeit.
Mitlaufsysteme besitzen den Nachteil, daß die Einstelikraft für die zu betätigende
Registrier- oder Steuervorrichtung auf das Meßglied rückwirkt und dadurch genaue
Messungen unmöglich macht. Diese Systeme werden deshalb bislang praktisch kaum angewendet.
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Bei den Ablesesystemen wird der Meßgliedausschlag mit optischen,
elektrischen oder mechanischen Mitteln abgetastet (abgelesen) und auf eine Registrier-
oder Steuervorrichtung übertragen. So wurden beispielsweise Systeme vorgeschlagen,
bei denen auf dem beweglichen Meßglied Lichtmarken angebracht sind, die von lichtempfindlichen
Elementen
abgetastet werden. Die,LicEtmarken werden dabei nach Dekaden aufgegliedert, so daß
zur Registrierung der beispielsweise die Zahl 678 darstellendén Ausschlagsweite
in jeder Dekade ein der betreffenden Ziffer 6, 7 oder 8 zugeordnetes lichtelektrisches
Element beleuchtet wird. Zur Übertragung einer dreistelligen Zahl würden hierbei
also dreißig lichtempfindliche Elemente benötigt, ein in vielen Fällen untragbarer
Aufwand.
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Außerdem sind oft komplizierte Ausrichtmechanismen, sogenannte Gradstelleinrichtungen,
erforderlich, um z. B. beim Abdrucken einer mehrstelligen Zahl eine fehlerfreie
Registrierung zu erzielen. damit also beispielsweise beim. Übergang von 699 auf
700 nicht 799 gedruckt wird.
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Bei den Nachlaufsystemen wird der Ausschlag des Meßglieders, nachdem
es zum Stillstand gekommen ist, durch ein nachgeführtes Glied abgetastet und dabei
eine Registrier- oder Steuervorrichtung betätigt. An diesen Systemen stört am meisten
der Nachteil, daß der Nachlauftaster nur verhältnismäßig langsam bewegt werden darf,
weil die dabei zu betätigenden mechanischen Zählwerk keine hohen Umdrehungszahlen
vertragen. Im all gemeinen ist ein Nachlaufsystem aber zweckmäßig.
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Es läßt sich nämlich beispielsweise an Waagen in sehr einfacher Weise
für Schaltvorgänge, wie sie bei Abfüll- und Entnahmewägungen und bei der automatischen
Gemengebildung vorkommen, wo die Gewichte der einzelnen Komponenten sowie die Summe
aller Einzelgewichte registriert werden, sowie beim selbsttätigen Registrieren des
Nettogewichtes aus dem ermittelten Brutto- und Taragewicht anwenden. Außerdem sind
Nachlaufsysteme für die Steuerung von Registrier- und Steuervorgängen mit Hilfe
elektrischer Impulse vorteilhaft zu gebrauchen.
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Andere Vorschläge sahen vor, auf dem bewegten Meßglied Merkmale gleichmäßig
aufzubringen, die dann durch eine entsprechende Vorrichtung abgetastet und gezählt
wurden. Die frühere Schwierigkeit, in einer verhältnismäßig kurzen Zeit viele hundert
Merkmale oder Impulse zu zählen, war mit dem Aufkommen der elektrischen, mit Elektronenröhren
arbeitenden Zählwerk überwunden.
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Wendet man das Verfahren, die Merkmale oder Impulse zu zählen, auf
Mitlaufsysteme an, dann ergibt sich die Schwierigkeit, daß beim Einpendeln des Meßgerätes
oder der Waage in die Ruhelage sowohl die positiven als auch die negativen Ausschläge
Impulse erzeugen, die beide vom elektronischen Zählwerk addiert werden, so daß ein
viel zu hoher Anzeigewert registriert wird. Als Abhilfe wurde vorgeschlagen, das
Anzeigeorgan aperiodisch zu dämpfen. Die aperiodische Dämpfung bringt aber eine
ganze Reihe Nachteile mit sich, wie Einbuße an Empfindlichkeit und Genauigkeit,
lange Zeitdauer der Einstellung und die Unmöglichkeit, zu erkennen, ob die Einspiellage
erreicht ist oder ob vielleicht das Anzeigeorgan hängengeblieben ist.
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Auch für Nachlaufsysteme hat man eine Zählung von Merkmalen vorgeschlagen.
Nach Beendigung des Einsp!ielvorganges wird dabei das Anzeigeorgan in bekannter
Weise festgeklemmt, und der Nachläufer tastet bis zum Anschlag an einem Nocken die
Impulse ab. Durch dieses Verfahren geht jedoch der Hauptvorteil der elektronischen
Zählung, nämlich ihre Schnelligkeit, wieder verloren. Der Nachläufer muß bei Erreichen
des Sollwertes plötzlich auf Null abgebremst werden, er darf aber nicht zu schnell
laufen, damit er nicht heftig aufprallt, was gleichfalls zu Fehlzählungen führen
würde.
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Bei elektrischen Einrichtungen für Meßgeräte und Waagen, insbesondere
Neigungspendelwaagen, zur Registrierung der von den zu messenden Größen abhängigen
Ausschlagsweite eines oder mehrerer, gegebenenfalls mit Anzeigeskalen verscheuer
Meßglieder durch Erzeugung einer der Ausschlagsweite entsprechenden Anzahl von Impulsen,
die durch an sich bekannte elektronische Mittel gezählt und in einem elektronischen
Zählwerk gespeichert werden, werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß
ein oder mehrere Schaltorgane so ausgebildet und augeordnet sind; daß sie durch
eine Relativbewegung zum Meßglied oder zu den Meßgliedern das Zählwerk oder die
Zählwerke an- oder abschalten.
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Bei derartigen Einrichtungen sind Nachlaufsysteme und Mitlaufsysteme
verwendbar. Es ist dadurch möglich geworden, die gesamte Ausschlagsweite des Meßgliedes
mit gleichbleibend hoher Geschwindigkeit abtasten zu lassen. Außerdem braucht man
das Meßglied nicht mehr festzuklemmen und vermeidet dadurch Zeit- und Genauigkeitsverluste.
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Die Impulse können lichtelektrisch erzeugt werden. Hierfür ist beispielsweise
in an sich bekannter Weise ein; Skalenband, das sich wie das Meßglied bewegt, mit
Hell-Dunkel-MeHmalen zu versehen, die ausgeleuchtet werden und an denen der Nachläufer
eine Fotozelle dem Ausschlsgweg entsprechend nachführt. Die Fotozelle verwandelt
die abgetasteten Merkmale in elektrische Impulse.
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Dasselbe läßt sich auch mit kapazitiven Mitteln erreichen. Besonders
zweckmäßig, insbesondere im Hinblick auf Steuereinrichtungen, z. B. für Schaltvorgänge
zur Wägegutaufgabe bei Gemengebildungen od. dgl., ist les, die Impulsanregung auf
einem oder mehreren Magnettonbändern vorzubereiten und von diesen. mit Magnettonköpfen
zwecks Impulserzeugung abzunehmen.
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Weitere Erfindungsmerkmale sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einer Neigungspendelwaage als Ausführungsbeispiel
erläutert.
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Wenn auf die Wägebrücke der Neigungspendelwaage eine Last gebracht
wird, überträgt sich ihre Wirkung in bekannter Weise durch Hebel auf das Zugband'
I und über die Kurve 2 auf das Pendel 3 das entsprechend aus schlägt. Am Pendel
sind der Träger 4 für die Beuchtbildanzeigeskala Io und, zwecks Dämpfung der Pendelbewegungen,
eine Kupferplatte 5 befestigt, die im Feld eines starken Permanentmagneten 6 schwingt.
Es ist auch mög-
lich, eine Flüssigkeits- oder Luftdämpfeinrichtung
zu verwenden. Auf dem Träger 4 ist das Spur- oder Speicherband ii zur magnetischen
Speicherung der Anregungsimpulse angeordnet.
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Diese Spur kann aus einem Magnettonband oder einer Nickelschicht oder
ähnlichen, zu magnetischer Speicherung geeigneten Mitteln, bestehen. Der gewünschten
Stufenzahl, z. B. 3000 Druckstufen, des Gewichtsdruckers entsprechend, werden die
Impulse z. B. mittels des Magnettonkopfes 8 auf das Spurband 11 aufgebracht. Das
oder die Speicherbänder I 1 könnten auch auf der unteren schmalen Seite des Trägers
4 angeordnet sein. In solchem Falle bleibt der Abstand des Abtastkopfes vom Spur-
oder Speicherband vorteilhafterweise sehr klein. Anstatt mit einem Magnettonkopf
können die Impulsanregungsmerkmale auf eine Nickelschicht auch durch Ritzen aufgebracht
werden, dann ist aber das Löschen der Impulsmerkmale auf dem Speicherband nicht
mehr möglich, das bei magnetisierbaren Bändern bekanntlich leicht zu erreichen ist.
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Sobald sich das Pendel 3 in die dem Gewicht auf der Wägebrücke entsprechende
Ausschlagslage eingespielt hat, wird mit Hilfe des Druckknopfes I6 der Schalter
I5 bletätigt, der den Antriebsmotor 14 für ein; Nachlaufsystem in Gang setzt. Dieser
Motor treibt über ein Ritzel I3 und ein Zahnsegment 12 den Nachläufer 7 an, der
die beiden Magnettonköpfe 8 und 9 trägt. Der Abtastvorgang kann auch automatisch
eingeleitet werden, indem entweder ein Zeitrelais den Motor 14 einschaltet oder
ein Taster angeordnet wird, der dann einen Schaltimpuls gibt, wenn das Pendel zur
R.uhe gekommen ist. Der Nachläufer 7 führt den Magnettonkopf 8 über das Spurband
11 hinweg. Dabei sendet der Kopf so viele elektrische Impulse aus, wie er Änderungen
im Magnetisierungszustand des Bandes 11 antrifft.
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Diese Impulse fließen durch ein Kabel 17a zu einem elektronischen
Zählwerk I7, das slie zählt. Die besondere Eigenart dieser an sich bekannten Zählwerke
ist ihre hohe Zählgeschwindigkeit sowie ihre Fähigkeit, gezählte Impulse dekadisch
aufzugliedern. Aus diesem Grund darf die Abtastung des Spurbandes 11 slehr schnell
erfolgen. Im Nullpunkt der Skala 10 ist ein besonderes Impulsmerkmal vorgesehen,
das der Magnettonkopf g abtastet. Hat der Nachläufer 7 auf seinem Abtastweg diesen
Skalennuilpunkt erreicht, so gibt der Kopf g einen Abschaltimpuls, der sofort das
Zählwerk abschaltet, anschließend den Schalter 15 wieder ausschaltet und als Folge
davon den Motor I4, also das Nachlaufsystem anhält. Dieser Schaltimpuls kann auch
den Rückgang des Nachläufers 7 in seine Ausgangsstellung veranlassen.
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Da der vom Nadhläufer zurückgelegte Weg dem Gewicht auf der Wägebrücke
entspricht, so ist die Zahl der an das Zählwerk I7 ausgesandten Impulse ein Maß
für das festzustellende Gewicht. Die Impulse können, wie für elektronische Zählwerke
an sich bekannt ist, selbsttätig auf die vier Dekaden 17b, 17c, 17d und 17e im Zählwerk
17 verteilt werden. Von dort werden die Drehwähler I8b bis 18d für die Dekaden und
die Schriftschaltwerke 19b bis 19 am mechanischen Zählwerk 20 für die Ziffernrollen
20o bis 20e eines Gewichtsdruckwerkes betätigt. Die in Abb. I durch Umrahmung hervorgehobenen
und mit E bezeichneten Elemente lassen sich als besonderes, austauschbares Aggregat
in einem Gehäuse zusammenbauen. Auf diese Weise kann die Waage oder jedes andere
dafür geeignete Meßgerät mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erzeugung von
Registrier- oder Schaltvorgängen leicht ausgerüstet werden Die Einrichtung mit einem
Magnettonband als Speicher für die Impulsanregun,gsmerkmale ist besonders vorteilhaft
bei Anlagen zur selbsttätigen Gemengebildung, z. B. mittels Leuchtbildwaagen. die
eine z. B. optische Tariervorrichtung besitzen.
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Für ein bestimmtes Gemenge stellt man die Gewichte der einzelnen Gemengekomponenten
mit Hilfe der optischen Tariereinrichtung ein und veranlaßt mittels. eines besonderen
Druckknopfes jedes Mal, wenn auf der Leuchtbildskala das gewünschte Gewicht einer
Komponente erscheint, eine Einwirkung, z. B. mittels eines Magnettonkopfes 8. auf
ein magnetisches Spur- oder Speicherband 11 am Meßglied 4 der Waage, wodurch an
der betroffenen Stelle durch das aufgebrachte Merkmal ein vorher festgelegtes Gewicht
repräsentiert wird.
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In dieser Weise auf dem Band gespeicherte Impulsanregungen für Komponentengewichte
können beliebig oft von impulserzeugenden Magnetron köpfen od. dgl. abgegriffen
und z. B. zur Abschaltung des Materialzuflusses oder zur Umschaltung auf ein anderes
Material oder für ähnliche Steuervorgänge benutzt werden. Dadurch lassen sich auch
die Gewichte der Einzelkomponenten registrieren, indem die Auschlagstrecke in Impulse
zerlegt und diese auf ein elektronisches Zählwerk übertragen werden. Das Nachlaufsystem
ist zweckmäßigerweise mit der Tariervorrichtung gelçoppelt.
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Sobald eine andere Gemengezusammenzetzung erwünscht ist, werden die
bisherigen Impulsanregungsmerkmale wieder gelöscht und die den neuen Gewichtskomponenten
entsprechenden Impulsanregungsmerkmale aufgebracht. Sollen mehrere verschiedene
Zusammensetzungen in ständigem Wechsel hergestelt werden, so ordnet man mehrere
Spur- oder Speicherbänder 11 nebst Abtastköpfen über- oder nebeneinander an und
setzt jeweils eines davon durch einen Schalter in Betrieb.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können auch Aufgaben der gewichtsmäßigen
Sortierung, z. B. Aufteilung in mehrere Gruppen: »Normalgewicht«, »zu schwer«, »zu
leicht« und »AusschuB«, gelöst werden. Eine solche Einrichtung läßt man vorteilhafterweise
ebenfalls mit einer Leuchtbild-Neigungswaage mit optischer Tarierung wie der vorstehend
erwähnten zusammenarbeiten. Die Waage dient hierbei als sogenannte Plus-Mimls-Waage.
Für die einzelnen Toleranzbereiche können impulserzeugende Merkmale leicht auf magnetischen
Spur- oder Speicherbändern aufgebracht und davon wieder gelöscht werden. Die
beim
Abtasten ausgelösten Impulse steuern an sich bekannte Einrichtungen, mit deren Hilfe
das Sortiergut in die richtige Sortierbahn geleitet wird.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt es ohne weiteres, das gefundene
Wägeergebuis in bekannter Weise fernzuübertragen. Es ist für den Fachmann auch ersichtlich,
daß in der neuen Einrichtung Addierwerke vorgesehen werden können.
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Wenn die Impulszahl, die sich auf ein Spur- oder Speicherband aufbringen
läßt, nicht ausreichen sollte, so können auch, wie in Fig. 2 dafsestellta zwei oder
mehr Bänder 11a und IIb angeordnet sein, auf die die Impulsanregungsmerkmale so
verteilt sind, daß die zugeordneten Abtastköpfe 8a und 8b abwechselnd Impuls anregungen
aufnehmen und zum Zählwerk weiterleiten.
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Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ferner, daß
die Impulsanregungsmerkmale auf einer Urskala angebracht werden und von dieser in
sehr einfacher, an sich bekannter Weise auf andere Skalen oder Spurbänder übertragen
werden können.
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Die schnell arbeitenden elektronischen Zähiwerke geben jederzeit,
nachdem das Meßglied zum Stillstand gekommen ist, sofort das Meßergebnis richtig
an. Der. Vorteil dieser erfindungsgemäßen Verbesserung an Meßgeräten mit beweglichem
Meßglied, wie z. B. Neigungspendelwaagen, ist offensichtlich. Wenn es sich als notwendig
erweist, so können magnetische Verstärker für die von den Magnettonköp fen erzeugten
elektrischen Impulse angeordnet werden.