Waage, insbesondere zum Wägen von Briefen, Paketen oder für Laboratoriumszwecke.
Es sind Waagen bekannt, bei welchen der Waagebalken am Gestell der Waage drehbar gelagert ist, der Schalenträger am Waagebal- ken drehbar aufgehängt und mit einer oberhalb des Waagebalkens befindliehen Waageschale versehen ist und bei welchen ferner der Sehalenträger mittels eines üblicherweise nnterhalb des Waagebalkens angeordneten Lenkhebels in der Art einer Parallelogramm- führung geführt wird. Der Lenkhebel verfolgt dabei den Zweck, den Sehalenträger in einer Ebene zu führen, die senkrecht auf der Drehachse steht, mit welcher der Sehalenträger am Waagebalken aufgehängt ist.
Damit nun die jeweilige Neigung des Waagebalkens unabhängig davon wird, an welcher Stelle der Waageschale der wu wägende Gegenstand auf- gelegt wird, müssen die beiden Drehachsen am Lenkhebel sowie die beiden Drehachsen am Waagebalken nicht nur alle zueinander parallel sein, sondern sie müssen ferner eine zu ihnen senkreehte Ebene so durchstossen, (lass ihre Durchstosspunkte durch diese Ebene stets in den Ecken eines Parallelogrammes liegen. Diese Bedingungen sind praktiseh nur sehr schwer mit der erforderliehen Genauig- keit zu verwirklichen, und es sind hierzu zeit raubende und daher auch kostspielige Justierarbeiten erforderlich.
Je genauer man ander- seits die Parallelogrammführung des Schalenträgers ausführt, um so grösser wird die Gefahr, dass zwischen den am Schalenträger angreifenden Drehachsen Klemmungen wirken, welche durch das unvermeidliche, in der Achsrichtung der Drehachsen vorhandene Lagerspiel verursacht werden können. Eir solches Spiel ist insbesondere dann nicht Zb vermeiden, wenn der Sehalenträger mittele einer V-förmig vertieften Pfanne auf einer an Waagebalken angeordneten Aussensehneid drehbar aufgehängt ist.
Eine auch nur ge ringe Versehiebung der Pfanne in der Achs richtung der Aussenschneide kann in den zwischen dem Schalenträger und dem Lenk. hebel befindlichen Gelenklager Zwangskräft ( hervorrufen, welche die Empfindlichkeit de] Waage in starkem Mass vermindern. Im In teresse einer robusten Bauart und einer ein facheren Handhabung der Waage hat mal daher in der Regel auf eine sehr senau ( Parallelogrammführung des Schalenträgeri verzichtet und die sich hieraus ergebende Ver minderung der Genauigkeit der Waage ir Kauf genommen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun bei einer zum Beispiel als Brief-, Paket-odei Laboratoriumswaage ausgebildeten Waage der erwähnten Bauart die Empfindlichkeit unc Genauigkeit beträehtlich zu erhöhen, ohne dal ; die oben kurz skizzierten Mängel auftreten Dies wird bei einer Waage, bei welcher de Waagebalken am Gestell der Waage drehba gelagert ist, der Schalenträger am Waagebal ken drehbar aufgehängt und mit einer ober halb des Waagebalkens befindlichen Waage schale versehen ist, und ferner der Schalen träger mittels eines Lenkhebels in der Arl einer Parallelogrammführung geführt wird dadurch erreicht, dass der Lenkhebel am Schalenträger mittels eines Kardangelenkes und am Gestell der Waage mittels eines wei- teren Kardangelenkes angelenkt ist.
Zweck- mässig besitzt hierbei das eine der beiden Kardangelenke drei zueinander senkrechte Drehachsen und beide Kardangelenke haben vorzugsweise je eine Drehachse, die waagrecht und parallel zur Drehachse liegen, mit welcher der Schalenträger am Waagebalken aufgehängt ist ; beide Kardangelenke haben zwechmässig hierbei noch je eine lotrechte Drehachse.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei für das Verständnis der Erfindung nicht mnmittelbar erforderliche Teile der Waage aus Gründen dertber sichtlichkeit in der Zeichnung nicht angegeben sind.
Das Gestell der Waage enthält, wie üblich, einen in der Zeichnung nicht näher dargestell ten Soekel, auf welchem der im Schnitt dargestellte Träger 1 aufgeschraubt ist. Der Träger 1 ist an seinem obern Ende mit einer V-formig vertieften Pfanne 2 versehen, in welcher die im Waagebalken 3 befestigte Schneide 4 drehbar gelagert ist. Der rechte, nicht vollständig eingetragene Arm des Waagebalkens 3 ist mit einem nicht veranschaulichten Gegengewicht versehen, während der linke kurze Arm eine Aussenschneide 5 hat, deren Schneidenkante möglichst genau parallel zur Sehneidenkante der Mittelschneide 4 verläuft.
Der Schalenträger 6 ist vermittels der gleichfalls V-förmigen Pfanne 7 drehbar auf der r Schneide 5 des Waagebalkens aufgehängt, wobei diese Drehaehse auf der Zeichnungsebene senkrecht steht und durch die, wie üblich, waagrecht verlaufende Schneidenkante der Schneide 5 geht. An seinem obern Ende ist auf dem Schalenträger 6 eine Waageschale 8 aufgesteckt, die sich oberhalb des Waagebalkens 3 erstreckt. Die Länge der Waagebalkensehneiden 4, 5 in der Richtung senkrecht zur Zeichnmgsebene ist dabei etwa gleieh gross, wie der Durchmesser der meistens kreisförmigen Waageschale 8, und die Mitte der Waagesehale 8 wird wenigstens näherungsweise über der lIitte der Aussen- schnieide 5 angeordnet.
Die Pfannen 2, 7 können dieselbe Länge wie die Schiieidep 4, 5 haben ; meistens wird man jedoch jede der beiden Pfannen 2 und 7 aus je zwei gleich aehsig angeordneten Teilpfannen aufbauen, die gegeneinander in der Richtung der Sehneidenkanten der Schneiden 4 und 5 versetzt sind. Das unten bügelf ormig ausgebildete Ende 9 des Schalenträgers 6 wird nun mittels eines Lenkhebels 10 in der Art einer Parallelo grammführ ung geführt, damit die jeweilige Neigmg des Waagebalkens 3, die ein Mass für das Gewicht des auf die Waagesehale 8 ge legten Gegenstandes darstellt, unabhängig davon wird, an welcher Stelle der zu wägende Gegenstand auf die Waagesehale 8 aufgesetzt ist.
Der Lenkhebel 10 ist am Teil 9 des Sehalen- trägers 6 mittels eines Kardangelenkes angelenkt, dessen eine Drehaehse 11 parallel zur Schneidenkante der Schneide 5 und dessen zweite strichpunktierte Drehaehse 1@ lotrecht angeordnet ist.
Die auf der Zeiehnungsebene senkreeht stehende Drehaehse 11 des Kardangelenkes wird dureh ein einreihiges Kugel- lager gebildet, dessen Kugeln 13 in rinnen- förmigen Führungsbahnen laufen, die sowohl im innern Kugellagerring 14 als auch im äussern Kugellagerring 15 angebraeht sind, jedoch in der Zeichnung nicht näher veran schaulicht wurden. Der innere Kugellager- ring 14 ist unmittelbar am Lenkhebel 10 befestigt, während der äussere Kugellagerring 15 auf entgegengesetzten Seiten zwei konische Vertiefungen 16 hat.
In diese konischen Vertiefungen 16 greifen die vorn abgerundeten Enden von zwei Sehraubenspindeln 17, die im bügelformigen Teil 9 des Schalenträgers 6 eingesehraubt und mittels Gegenmuttern 18 gegen Verdrehung gesichert sind. Der äussere Kugellagerring 15 ist damit um die striehpunktierte Achse 12 mit Hilfe von zwei Konusgleitlagern drehbar, welche Konusgleitlager durch die abgerundeten Enden der Schraubenspindeln 17 und durch die konischen Vertiefungen 1 gebildet wer den.
Die Spindeln 17 sind so weit angezogen, dass der Kugellagerring 15 sieh ohne jedes Spiel gerade noch leicht. um die strichpunktierte Achse 12 drehen lässt.
Am andern Ende des Lenkhebels 10 ist ein weiteres Kardangelenk befestigt, welches drei zueinander senkrecht stehende Drehachsen 19, 20. 21 aufweist. Die auf der Zeichnungs- ebene senkrecht stehende Drehachse 19 ist parallel zur Richtung der Sehneidenkante der Schneide 5 und wird durch das aus den Kugeln 22, dem innern Kugellagerring 23 und dem äussern Kugellagerring 24 gebildete Ku- gellager bestimmt. Dieses Kugellager 22, 23, 24 ist gleieh ausgebildet, wie das Kugellager 13, 14, 15, und der innere Ring 23 ist unmittelbar am Lenkhebel 10 befestigt.
Die zweite lotreehte Drehachse 20 des Kardangelenkes ist durch zwei Konusgleitlager gegeben, welche durch im äussern Kugellagerring 24 angebraehte konisehe Vertiefungen 25 und durch in dieselben eingreifende, vorn abge rundete Schraubenspindeln 26 gebildet werden. Die Schraubenspindeln 26 sind dabei in einem bügelformigen Zwischenteil 27 eingeschraubt und durch Gegenmuttern 28 gesiehert.
Die beiden Gleitlager 25, 26 sind wie die Gleitlager 16, 17 ausgebildet und derart eingestellt, dass der äussere Kugellagerring 24 sich gerade noch leicht um die striehpunktierte Drehaehse 20 drehen lässt, sonst aber keinerlei Spiel hat. Die dritte an sich waag reehte Drehachse 21 des Kardangelenkes steht senkreeht auf der Richtung der Schneidenkante der Schneide 5 und wird durch zwei Konusgleitlager gebildet. Zu diesem Zweeke ist am bügelformigen Zwischenteil 27 ein Bolzen 29 befestigt, der vorn mit einem Ce- winde 30 versehen ist.
Der Träger 1 des Ge- stelles der WNTaage hat eine Bohrung 31, durch welche der Bolzen 29 mit Spiel hindurchragt.
Die Bohrung 31 ist dabei beidseitig mit je einer geschliffenen konischen Ansenkung 32 versehen. Auf der Seite des bügelformigen Zwischenteils 2. 7 hat der Bolzen 29 einen Fuss 33 von grösserem Durchmesser, dessen gewölbte Stirnfläche in der einen konisehen Ansenkung 32 anliegt. In der andern konischen Ansenkung 32 liegt eine entsprechend gewölbte Stirnfläche eines mit einem Sechskant versehenen Teils 34 an, der mit Gewinde versehen auf dem Bolzengewinde 30 aufgeschraubt und mittels einer ZGFegemnutter . 35 gesichert ist.
Der Teil 34 ist hierbei mittels der Gegenmutter 35 derart auf dem Bolzen 29 fixiert, dass der bügelformigeTeil 27 sich gerade noch leicht um die strichpunk- tierte Drehachse 21 drehen kann, sonst aber gegenüber dem Träger 1 keinerlei Spiel besitzt.
Zunächst ist klar ersichtlich, dass der Schalenträger 6 auf eine Art und Weise geführt ist, welche jegliche Klemmungen zwi schen den verschiedenen Gelenken verunmög- licht. Der Schalenträger 6 ruht daher mit seiner Pfanne 7 ohne jeden Zwang auf der Schneide 5 des Waagebalkens 3. Ausserdem enthält die beschriebene Parallelführung keinerlei Teile, die eine irgendwie unbestimmte Lage einnehmen können, oder bei welchen die Gefahr besteht, dass sie aus Führungsnuten oder dergleichen aushängen, wie dies bei den bisher üblichen Parallelführungen gelegentlich der Fall ist. Die Führung des Schalenträgers 6 mit Hilfe des Lenkhebels 10 ist absolut eindeutig und zudem völlig unabhängig davon, welche Lage der Schalenträger 6 jeweils einnimmt.
Es können daher keine Klemmungen entstehen, wenn sich etwa der Schalenträger 6 mit seiner Pfanne 7 auf der Schneide 5 etwas in einer Richtung senkreeht zur Zeichnungsebene, das heisst in der Längsrichtung der Schneidenkante der Schneide 5 versehiebt Eine solche Versehiebung, die praktisch in der Grossenordnung von einigen Zehntelmillimeter stets zugelassen werden muss, hat daher lediglich eine entsprechende geringe Drehung der Kugellagerringe 15 und 24 be züglich ihrer strichpunktiert eingetragenen Drehachsen 12 und 20 zur Folge.
Da ausserdem die Sehneidenkanten der Schneiden4 und 5 sowie die rinnenförmigen V-artigen Ver- tiefungen in den Pfannen 2 und 7 nie dural mathematisch genaue Geraden oder Ebenen begrenzt werden, können die tatsächlich vorhandenen Drehachsen zwischen dem Waagebalken 3 und dem Träger 1 sowie zwischen dem Schaleträger 6 und dem Waagebalken 3 bezüglich ihrer Winkellage gegenüber der Ziechnungsebene gewissen geringen Schwan kungen unterworfen sein. Diese Drehachsen stehen mit anderll Worten nie genau senkrecht auf der Zeiehnungsebene, und die Folge davon ist, dass auch die Drehachsen 12 und 20 der kardangelenke am Lenkhebel 10 die oben genannten Schwankungen mitmachen.
Aber hierdurch können gleichfalls Klemmun- gen nicht entstehen, da Änderungen der Neigung der Drehachsen 12 und 20 gegenüber der Zeichnungsebene lediglieh dementspre ehende geringe Drehungen des bügelf ormi- gen Teils 27 um die Drehaehse 21 zur Folge haben.
Wie bei jeder Waage mit Parallelführung des Sehalenträgers ist es wesentlich, dass die wirksame Länge des Lenkhebels 10 stets gleich gross ist, wie die wirksame. Länge des Waage- balkenarmes, an welchem der Schalenträger 6 aufgehängt ist. Es muss folglich der sent- rechte Abstand zwischen den Drehachsen 11 und 19 der beiden Kardangelenke genau gleich dem senkrecht#n Abstand zwischen den Schneidenkanten der Schneiden 4 und 5 gemacht werden.
Die restliche Justierung der Parallelführung erstreckt sich dann bei der beschriebenen Einrichtung nur noch darauf, dass das eine oder andere Paar der Schrauben- spindeln 17 oder 26 so eingestellt wird. dass der Abstand der Drehachse 11 von der Sehneidenkante der Schneide 5 genau gleieh gross ist, wie der Abstand der Drehachse 19 von der Selineidenkante der Schneide 4.
Die Justierung ist damit praktisch durchgeführt; es muss aber ausdrücklich erwähnt werden, dass es bei der beschriebenen Einrichtung im Gegensatz zu den bisher üblichen Parallel- führungen nicht notwendig ist, da die Drehachsen 11 und 19 genau parallel zu den Schneidenkanten der Schneiden 4 und 5 zu verlaufen brauehen. Es genügt eine nur nähe- rungsweise parallele Lage der letzteren ge- genüber den ersteren.
Ist die Justierung in solcher Weise bewerkstelligt, dann wird bei einer Belastung der Waageschale 8 sieh der Sehalenträger 6 wie üblich entsprechend dem Gewicht des Gegenstandes nach untel bewegen. Bei einer solchen Bewegung ändern hierbei praktisch nur die über die Drehachsen 11 und 19, nicht aber die über die Drehachsen 12, 20,2 1 miteinander gelenkig verbundenen Teile der Kardangelenke ihre gegenseitige Lage.
Die wirksame Peibung der Parallelführung bei der Durchführung einer Wägung ist daher weitgehendnur durch die Reibung der beiden Kugellager 13, 14, 15 und 22, 23, 24 gegeben. wenn man von der Reibung zwisehen Pfanne 2 und Sehneide 4 sowie von derjenigen zwi- sehen Pfanne 7 und Sehneide 5 absieht.
An sich konnte nun eine klemmungsfreie Parallelführung des Sehalenträgers 6 auch dann erreicht werden. wenn die Drehachsen 11 und 19 nicht parallel zu den Sehneiden- kanten der Sehneiden 4 und 5 verlaufen. Es könnten beispielsweise die Drchaschsen 11 und 19 die Zeichnungsebene in einem Winkel bis zu 45 Grad durehstossen, und man könnte ferner auch die Drehachsen 12 und 20 gegen- über der Zeiehnungsebene sehiefwinklig anbringen, so dass sie mit den Drehachsen 11 und 19 nicht rechtwinklige, sondern selbst auch sehiefwinklige ltrenze darstellen.
Das gleiche gilt auch für die weitere Drehaehse 21, die nicht unbedingt waagrecht und parallel zur Zeichnungsebene zu verlaufen braucht. Bei einer normalen, durch eine Wägung bedingten Bewegung des Schalenträgers 6 würden sich aber jeweils alle Teile der Kardangelenke bezüglich ihrer gegenseitigen Lage versehieben. Zur Vermeidung einer zu grossen Gesamtreibung müssten dann alle fünf Drehachsen 11, 12, 10, 20, 21 durch Kugellager gebildet werden.
Um eine konstante wirksame Länge des Lenkhebels 10 zu erhalten, wäre auch erforderlich, dass sich die Drehachsen 11 und 1 in einem Punkt sehneiden, und es müssten sich ferner die Drehachsen 19, 20 und 21 in einem zweiten Punkt schneiden, wobei die wirksame Länge des Lenkhebels 10 dureh die Distanz dieser beiden Schnittpunkte gegeben wäre.
Legt man jedoch die beiden Drehachsen 11 und 19 wenigstens näherungsweise parallel zu den beiden Schneidenkanten der Schneiden 4 und 5 und werden die weiteren Drehachsen 12 und 20 wenigstens näherungweise lotrecht angeordnet, dann erhält man nicht nur eine geringere Gesamtreibung der Parallelführung, sondern auch einen einfacheren und weniger kritischen Aufbau derselben. Insbesondere brauchen sich dann die Drehachsen 11 und 12 einerseits und die Drehachsen 19, 20, 21 anderseits nicht mehr zu schneiden und die Justiertmg wird, wie oben erläutert, einfacher.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausfüh- rungsbeispiel zeigt demnach eine Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindmg, welche mit vergleichsweise geringem Aufwand eine hohe Genauigkeit der Parallelführung des Schalenträgers der Waage zu erzielen gestattet.