DESC010349MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 28. August 1952 Bekanntgemacht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Einrichtungen für Meßgeräte und Waagen, insbesondere Neigungependelwaagen, 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.

In Mitlaufsystemen wirkt das bewegliche Meßglied unmittelbar auf die genannten Vorrichtungen. Letztere sind also im allgemeinen synchron mit dem Meßglied in Tätigkeit. Mitlaufsysteme besitzen den Nachteil, daß die Einstellkraft 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.

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

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Elementen abgetastet werden. Die Lichtmarken werden dabei nach· Dekaden aufgegliedert, so daß zur Registrierung der beispielsweise die Zahl 678 darstellenden Ausschlagsweite in jeder Dekade ein der betreffenden Ziffer 6, 7 oder 8 zugeordnetes lichtelektrisches Element beleuchtet wird. Zur Übertragung einer dreistelligen Zahl wurden hierbei also dreißig lichtempfindliche Elemente benötigt, ein in vielen Fällen untragbarer Aufwand.

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.

Bei den Nachlaufsystemen wird der Ausschlag des Meßglieder«, 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 Zählwerke keine hohen Umdrehungszahlen vertragen. Im .all-.'· gemeinen; ist ein Nachlauf system aber zweckmäßig. 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.

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 Zählwerke überwunden.

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 Anzeigeoirgan apesriodisch zu dämpfen. Die aperiodische Dämpfung bringt aber eine ganze Reihe Nachteile mit sich, wie Einbuße an Empfindlichkeit un^!d Genauigkeit, lange Zeitdauer der Einstellung und die Unmöglichkeit,' zu erkennen, ob die Einspiellage erreicht ist oder ob vielleicht das AnzeigeoTgan hängengeblieben ist.

Auch für Nachlauf systeme hat man eine Zählung von Merkmalen vorgeschlagen. Nach Beendigung des Einspielvorganges 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.

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 versehener 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 angeordnet sind, daß sie durch eine Relativbewegung zum Meßglied oder zu den- Meßgliedern das Zählwerk oder die Zählwerke an- oder abschalten.

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 Genauigkeits Verluste.

Die Impulse körinen lichtelektrisch erzeugt werden. Hierfür ist beispielsweise in an, sich bekannter Weise ein Skalenband, das sich wie das Meßglied¹ bewegt, mit Hell-Dunkel-Merkmalen. zu versehen, die ausgeleuchtet werden und an denen der Nachläufer eine Fotozelle dem Ausschlagweg entsprechend nachführt. Die Fotozelle verwandelt die abgetasteten Merkmale in elektrische Impulse. 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 es, die Impulsanregung auf einem oder mehreren Magnettonbändern vorzubereiten und von diesen mit Magnettonköpfen zwecks Impulserzeugung abzunehmen.

Weitere Erfindungsmerkmale sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einer Neigungspendelwaage als Ausfühirungsbeispiel erläutert.

Wenn auf die Wägebrücke der Neigungspendelwaage eine Last gebracht wird, überträgt sich¹ ihre Wirkung in bekannter Weise durch Hebel auf das Zugband ι und über die Kurve 2 auf das Pendel 3, das entsprechend ausschlägt. Am Pendel sind der Träger 4 für die Leuchtibildänzeigeskala 10 und, zwecks Dämpfung der Pendelbewegungen, eine Kupferplatte 5 befestigt, die im Feld eines starken Permanentmagneten 6 schwingt. Es ist auch mög-

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lieh, eine Flüssigkeits- oder Luftdämpfeinrichtung zu verwenden. Auf dem Träger 4 ist das Spur- oder Speicherband 11 zur magnetischen Speicherung der Anregunigsimpulse angeordnet. Diese Spur kann aus einem Magnetitonband oder einer Nickelsohicht oder ähnlichen, zu magnetischer Speicherung geeigneten Mitteln, bestehen. Der gewünschten Stufenzahl, z. B. 3000 Druckstufe^ des Gewichitsdruckers entsprechend, werden die Impulse z. B. mittels des Magnettonkopfes 8 auf das Spurband 11 aufgebracht. Das oder die Speicherbänder 11 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 Impulsanregungsmierkmale 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.

Sobald sich das Pendel 3 in die dem Gewicht auf der Wägebrücke entsprechende Ausschlagslage eiogespielt hat, wird mit Hilfe des Druckknopfes 16 der Schalter 15 betätigt, der den Antriebsmotor 14 für ein; Nachlaufsystem in Gang setzt. Dieser Motor treibt über ein Ritzel 13 und ein Zahnsegment 12 den Nachläufer 7 an, der die beiden Magnettonköpfe 8 und 9 trägt. Der Abtastvorgang kanni 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 Ruhe 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 Maginetisierungszustand des Bandes 11 antrifft. Diese Impulse fließen durch ein Kabel ij_a zu einem elektronischen Zählwerk 17, das sie zählt. Die besondere Eigenart dieser an sich bekannten Zählwerke ist ih,re hohe Zähl'geschwindigkeit sowie ihre Fähigkeit, gezählte Impulse dekadisch aufzugliedern,. Aus diesem Grund darf die Abtastung

+5 des Spurbandes 11 sehr schnell erfolgen. Im Nullpunkt der Skala 10 ist ein besonderes Impulsmerkmal vorgesehen, das der Magnettonkopf 9 abtastet. Hat der Nachläufer 7 auf seinem Abtastweg diesen Skalennullpunkt erreicht, so gibt der Kopf 9 einen Abschaltimpuls, der sofort das Zählwerk abschaltet, anschließend den Schalter 15 wieder ausschaltet und als Folge davon den Motor 14, also das Nachlaufsystem anhält. Dieser Schaltimpuls kann; auch den Rückgang des Nachläufers 7 in seine Ausgangsstellung veranlassen.

Da der vom Nachläufer zurückgelegte Weg dem Gewicht auf der Wägebrücke entspricht, so ist die Zahl der an das Zählwerk 17 ausgesandten Impulse ein Maß für das festzustellende Gewicht. Die Impulse können,, wie für elektronische Zähhverke an sich bekannt ist, selbsttätig auf die vier Dekaden !70» !7c; ¹7d ^U11d 17_e im Zählwerk 17 verteilt werden. Von dort werden die Drehwähler i8₆ bis 18,; für die Dekaden und die Schrittsdhaltwerke 19;, bis ig_e am mechanischen Zählwerk 20 für die Ziffernrollen 2O₆ bis 20_e eines Gewichtsdruckwerkes betätigt. Die in Abb. 1 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 Impulsanregungsmerkmale ist besonders vorteilhaft bei Anlagen zur selbsttätigen Gemengebildung, z. B. mittels Leuchtbildwaagen, die eine z. B. optische Tariervorrichtung besitzen. Für ein bestimmtes Gemenge stellt man. die Gewichte der einzelnen Gemengekomponenten mit Hilfe der optischen Tariereiinirichtung ein und veranlaßt mittels' eines besonderem Druckknopfes jedes Mal, wenn auf der Leuchtbildskala das gewünschte Gewicht einer. Komponente erscheint, eine Ein-' wirkung, z. B. mittels eines Magnettonkopfes 8, auf ein magnetisches Spur- oder Speicherband 11 am Meßglied¹ 4 der Waage, wodurch an der betroffenen Stelle durch das aufgebrachte Merkmal' ein vorher festgelegtes Gewicht repräsentiert wird. In dieser Weise auf dem Band gespeicherte Impulsanregungen für Komponentengewichte können beliebig oft von impulserzeugenden Magnettonköpfeni od. dgl. abgegriffen Und z. B. zur Abschaltung des Materialzuflüsses oder zur' Umschaltung auf ein anderes Material oder für ähnliche Steuervorgänge benutzt werden. Dadurch lassen sich auch die Gewichte der Einzelkomponenten registrieren, indem die Auschiagstrecke in Impulse zerlegt und diese auf ein elektronisches Zählwerk übertragen werden. Das Nachlaufsystem ist zweckmäßigerweise mit der Tariervorrichtung gekoppelt.

Sobald eine andere Gemengezusammeriisetzung 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.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können auch Aufgaben der gewichtsmäßigen Sortierung, z. B. Aufteilung in mehrere Gruppen: »Nörmalgewicht«, »zu schwer«, »zu leicht« und »Ausschuß«, gelöst werden. Eine solche Einrichtung läßt, man vorteilhafterweise ebenfalls mit einer Leuchtbild-Neigungswaage mit optischer Tarierung wie der vorstehend erwähnten, zusammen- arbeiten. Die Waage dient hierbei als sogenannte Plus-M'inus-Waage. Für die einzelnen Toleranzbereiche können impulserzeugende Merkmale leicht auf magnetischen Spur- oder Speicherbänderni aufgebracht und davon wieder gelöscht werden. Die

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beim Abtasten ausgelösten Impulse steuern an sich bekannte Einrichtungen, mit deren Hilfe das Sortiergut in die richtige Sortierbahn geleitet wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt es ohne weiteres, das gefundene Wägeergebnis in bekannter Weise fernzuübertragen. Es ist für den Fachmann auch ersichtlich, daß in der neuen Einrichtung Addierwerke vorgesehen werden können. Wenn die Impulszahl, die sich auf ein Spur- oder

ίο Speicherband, aufbringen läßt, nicht ausreichen sollte, so können auch, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei oder mehr Bänder ii_a und iij, angeordnet sein, auf die die Impulsanregungsmerkmale so verteilt sind, daß die zugeordneten Abtastköpfe 8_a und 8_& abwechselnd Impulsanregungen aufnehmen und zum Zählwerk weiterleiten.

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.

Die schnell arbeitenden elektronischen Zählwerke geben jederzeit, nachdem das Meßglied, zum Stillstand gekommen ist, sofort das Meßergebnis richtig an. Der Vorteil dieser erfmdungsgemäßen Verbesserung an Meßgeräten mit beweglichem Meßglied, wie z. B. Neigungspehdelwaagen, ist offensichtlich. Wenn es sich als: notwendig erweist, so können magnetische Verstärker für die von den Magnettonköpfen, erzeugten elektrischen Impulse angeordnet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektrische Einrichtung für Meßgeräte und Waagen, insbesondere Neigungspendelwaagen, zur Registrierung der von den zu messenden Größen abhängigen Ausschlagsweite eines oder mehrerer, gegebenenfalls mit An*- zeigeskalen versehener Meßglieder durch Erzeugung einer der Ausschlagsweite entsprechenden Anzahl von Impulsen, die durch an sich bekannte elektronische Mittel gezählt und in¹ einem elektronischen Zählwerk gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Schaltorgane so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie durch eine Relativbewegung zum Meßglied oder zu den Meßgliedern das Zählwerk oder die Zählwerke an- und/oder abschalten.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit nacfogeführtem Abtastglied, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die zusätzlichen Schaltorgane

   (9) beim Abtasten des Nullpunktes auf der Anzeigeskala (10) des oder der beweglichen Meßglieder durch Impulserzeugung Sperrmittel betätigen, die das Zählwerk (17) abschalten und gegebenenfalls auch das Nachlaufsystem in seine Ausgangslage zurückführen.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsanregungsmerkmale magnetelektrisch, z. B. auf einem oder mehreren Spur- oder Speicherbändern, (n_a, 11₀) am beweglichen Meßglied (4) angebracht und durch Magnettonköpfe (8, 9) od. dgl. an einem Nachläufer (7) abtastbar sind.
4. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 für Neigungspendelwaagen mit Leuchtbildanzeige und mit vorzugsweise .optischer Tariervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachläufer (7) mit der Tariervorrichtung gekoppelt ist,.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Anordnung magnetischer Verstärker für die von Magnettonköpfen abgesandten Impulse.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Französische Patentschrift Nr. 980052;'
   britische Patentschrift Nr. 662 892.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen