DEP0038063DA - Dämpfungseinrichtung für Waagen - Google Patents

Description

Die meisten Analysenwaagen werden mit Luftdämpfern ausgerüstet. Diese sind in der Regel auf einen mittleren Wert eingestellt, sodass die Waagen bei verschiedenen Belastungen verschieden lange schwingen. Um die Wiegezeit etwa abzukürzen, wird die Waage im praktischen Gebrauch meist in schwingendem Zustande abgelesen. Das auf diese Weise erzielte Wiegeergebnis ist durch Ungenauigkeiten bei der Feststellung der Wendepunkte der Waagenschwingung und durch Parallaxenfehler sehr beeinträchtigt.

Die Erfindung betrifft Dämpfungseinrichtungen für Waagen und besteht darin, dass deren Dämpfungen für alle Belastungen der Waage regelbar sind, dass diese stets aperiodisch einschwingt.

Am besten lässt sich die Grösse der Dämpfung mittels einer Wirbelstrombremse einregeln, die gegenüber dere Luftdämpfung noch den Vorzug eines geringen Platzbedarfs hat.

Die Grösse des Bremsmomentes einer Wirbelstrombremse ist, abgesehen von Konstanten, gleich dem Produkt aus dem Quadrat des Magnetflusses, der Geschwindigkeit der Dämpfungsscheibe und dem reziproken Wert des elektrischen Widerstandes der Dämpfungsscheibe.

Daraus ergibt sich, dass die Dämpfungsscheibe zweckmässig aus gut leitendem Material herzustellen und dort anzubringen ist, wo die relativ schnellste Bewegung vorhanden ist, wie z.B. an den Balkenenden, oder an der nach oben oder unten gezogenen Zunge (Zeigerspitze).

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigt die Zeichnung und zwar sind:

Fig. 1 eine teilweise Vorder- und Seitenansicht einer Waage mit regelbarer elektromagnetischer Wirbelstromdämpfung,

Fig. 2 eine teilweise Vorder- und Seitenansicht einer Waage mit regelbarer permanentmagnetischer Wirbelstromdämpfung,

Fig. 3 eine teilweise Vorderansicht einer Waage mit regelbarer Luftdämpfung und

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht der Waage nach Fig. 3 in verkleinertem Masstabe.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der sonst üblicherweise runde Zeiger des Waagenbalkens 1 durch einen aus dünnem Blech geprägten Zeiger 2 ersetzt, damit er die zur Uebertragung des von der an seiner Spitze angebrachten Aluminium-Dämpfungsscheibe 3 erzeugten Dämpfungsmomentes nötige Starrheit hat. Die Dämpfungsscheibe 3 schwingt zwischen den beiden Polen 4 des Elektromagneten 5. Dieser ist mittels Leitungen 5a über einen nicht dargestellten regelbaren Widerstand an eine Stromquelle angeschlossen.

Da der Fluss des Elektromagneten proportional dem die Spule durchfliessenden Strom ist, lässt sich durch den Vorwiderstand das Feld bequem einregeln, sodass der Antriebsknopf des Regelwiderstandes mit einer der aufgelegten Last entsprechenden Skala versehen und die Dämpfung der jeweiligen Last angepasst werden kann. Bei Reihenwägungen benutzt man die auf der Skala angegebenen Werte, während es bei Feinstwägungen möglich ist, zu Beginn der Wägung stark zu dämpfen und nachdem die Waage zur Ruhe gekommen ist, die Ablesung ohne Dämpfung vorzunehmen. Der Nullpunkt des Widerstandes ist zweckmässig so gelegt, dass er über steigenden Widerstand erreicht wird. Würde nämlich der Elektromagnet unter einem verhältnismässig starken Strom schnell ausgeschaltet, so würde die Dämpfungsscheibe 3 durch den schnellen Zusammenbruch des Magnetfeldes Erschütterungen erfahren.

Eine ähnliche Wirbelstrom-Dämpfung lässt sich auch mit einem permanenten Magneten herstellen. Eine solche Ausführung ist in Fig. 2 dargestellt.

An dem permanenten Magneten 11 sind auf beiden Seiten Weicheisenstücke 12 angeordnet, die durch den Hebel 13 nach oben oder unten geschoben werden können und eine Ueberbrückung des Luftspaltes bewirken. Ein am Hebel 13 angebrachter Zeiger 14 läuft auf einer Skala 15, die wieder entsprechend der aufzulegenden Last geteilt ist. Je weiter diese Eisenseitenteile 12 nach oben geschoben werden, umsomehr Kraftlinien gehen durch sie hindurch. Diese Kraftlinien werden dadurch vom Polschuh abgezogen, weil ja Eisen einen wesentlich geringeren magnetischen Widerstand als Luft hat. Wird der Nebenschluss ganz nach oben geschoben, so verbleibt zwischen den Polschuhen nur noch ein Restfluss, der praktisch keine Dämpfung mehr hervorrufen kann.

Gegebenenfalls kann auch der Elektromagnet der Ausführungsform nach Fig. 1 mit verstellbarem, den Spalt überbrückenden Weicheisenteilen gemäss Fig. 2 versehen und dann unter Umständen auf eine Regelung seines Speisestromes verzichtet werden. Weiter könnte die Regelung der Dämpfung durch Veränderung des Luftspaltes zwischen den Polschuhen erfolgen.

Fig. 3 und 4 zeigen weiterhin eine Ausführung für eine regelbare Luftdämpfung. Der unter der Waagschale 21 hängende, von ihr getrennt an einem besonderen Bügel 22 befestigte Dämpfungszylinder 23 übergreift mit einem gewissen Spiel den ortsfesten Dämpfungskolben 24. Zur Erhöhung der dämpfenden Wirkung ist der Kolben 24 zweiteilig und zwar so, dass durch einen aufgesetzten Ring 25 eine Kammer 26 entsteht, in der sich bremsende Luftwirbel bilden können. Nach den Strömungsgesetzen wird die grösste Luftreibung dann erreicht, wenn die Oberfläche eine "körnige Rauhigkeit" besitzt. Zur Erzielung einer solchen Oberfläche wird die Innenseite des Zylinders mit ganz körnigem Sandpapier 27 oder ähnlichem beklebt.

Zur Regelung besitzt der Kolben 24 eine grosse Oeffnung 28, die durch eine mittels der Feder 29 angepresste, um den Befestigungsbolzen 30 drehbare Deckplatte 31 mehr oder weniger abgedeckt werden kann. Mit ihr fest verbunden ist die auf dem Bolzen 30 drehbare Hülse 32 und der Verstellhebel 33. Die Verstellhebel 33 beider Waagschalen sind durch die Traverse 34 verbunden, die durch den angebrachten Betätigungshebel 35 hin und her geschoben werden kann. Der Betätigungshebel 35 gleitet auf der Skala 36, mit deren Hilfe er entsprechend der aufgelegten Last in die richtige Stellung eingestellt werden kann. Ist der Kolbendurchbruch 28 ganz geöffnet, so findet keine Dämpfung mehr statt.

Gegebenenfalls kann die Anordnung auch derart umgekehrt werden, dass der Zylinder ortsfest und der Kolben mit dem Waagebalken verbunden ist. In diesem Falle befindet sich die Oeffnung 28 in dem Zylinder 23.

Claims (12)

1.) Dämpfungseinrichtung für Waagen, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Dämpfung für jede Belastung derart regelbar ist, dass die Waage stets aperiodisch einschwingt.

2.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer regelbaren Wirbelstrombremse besteht.

3.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld der Wirbelstrombremse durch einen Elektromagneten (5) erzeugt wird, dessen Speisestrom durch einen Widerstand regelbar ist.

4.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld der Wirbelstrombremse durch einen permanenten Magneten (11) erzeugt wird, bei dem der Kraftlinienfluss im Luftspalt durch den Spalt überbrückende, gegenüber den Magnetpolen verschiebbare Weicheisenteile (12) regelbar ist.

5.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel für die Stärke des Speisestroms des Elektromagneten (5) bzw. für die den Luftspalt des permanenten Magneten (11) oder Elektromagneten (5) überbrückenden Weicheisenteile (12) mit einer Skala (15) zusammenarbeiten, die eine Einstellung der Dämpfung in Abhängigkeit von der aufgelegten Last ermöglichst.

6.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Luftspalt überbrückenden Weicheisenteile (12) seitlich an den Schenkeln des permanenten Magneten (11) oder des Magnetgestells des Elektromagneten (5) anliegen und auf Schwenkhebeln (13) gelagert sind, die eine Verlagerung der Weicheisenteile gegenüber den Magnetpolen zulassen.

7.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, bestehend aus einem Luftdämpfer mit einem mit dem Waagebalken verbundenen, auf- und abbeweglichen Zylinder und einem ortsfesten Kolben oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass der ortsfeste Teil (Kolben 24 bzw. Zylinder 23) mit einer in ihrer Grösse zu verändernden Luftdurchtrittsöffnung (28) versehen ist.

8.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchtrittsöffnung (28) mit einer Abdeckplatte (31) o.dgl. versehen ist, die über einen Einstellmechanismus verstellt werden kann, der mit einer Skala (36) zusammenarbeitet, die eine Einstellung der Dämpfung in Abhängigkeit von der aufgelegten Last ermöglicht.

9.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24) oder Zylinder (23) mit Luftwirbel erzeugenden Elementen (25) versehen ist.

10.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben und/oder Zylinder auf der dem Luftstrom zugekehrten Seiten eine aufgerauhte fast körnige Oberfläche (27) hat.

11.) Dämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungswirkung vollständig ausschaltbar ist.

12.) Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltung des Speisestroms erst nach voller Einschaltung des Regelwiderstandes möglich ist.