-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung zum Bestimmen von magnetischen Eigenschaften nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, auf eine Wendevorrichtung für eine solche Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 9 und auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.
-
Hoch genaue Eichgewichte dürfen keine bzw. nur eine äusserst kleine magnetische Suszeptibilität und/oder Magnetisierung aufweisen. Eichgewichte mit dem gleichen Gewicht aber unterschiedlicher magnetische Suszeptibilität oder Magnetisierung würden bei Vergleichswägungen im identischen Magnetfeld unterschiedliche Gewichte anzeigen. Daher wird gemäss dem Entwurf der OIML-Empfehlung R111 vom 1.11.2003 in Kapitel B6 verlangt, dass vor dem Eichen eines Gewichtes die Wirkung der magnetischen Eigenschaften, nämlich der Magnetisierung und der magnetische Suszeptibilität, bestimmt wird. Wenn bei einem Gewicht oder dem Material für ein Eichgewicht eine magnetische Wirkung bestimmt wird, die über einer tolerierbaren Grenze liegt, so darf dieses Gewicht, bzw. ein Gewicht aus diesem Material, nicht als Eichgewicht der Genauigkeitsklasse E1 verwendet werden (vgl. hierzu auch die Druckschrift: ”Prüfen Sie Ihre Prüfgewichte auf magnetische Eigenschaften. In: Informationen zum Eichwesen, Heft 1, 2004, Seiten 40, 41”).
-
Gemäss der oben erwähnten R111 kann die magnetische Wirkung bzw. die Magnetisierung zusammen mit der magnetischen Suszeptibilität mit einer gravimetrischen Methode bestimmt werden, bei der ein Permanentmagnet auf der Waagschale einer hoch auflösenden Waage, beispielsweise einer Komparatorwaage, insbesondere einem Fensterkomparator, unter einem nicht magnetischen Tisch mit dem zu untersuchenden Gewicht angeordnet ist. Der Permanentmagnet wird bei einer ersten Reihe von Kraft-Messungen mit dem Südpol und bei einer zweiten Reihe von Kraft-Messungen mit dem Nordpol nach oben eingesetzt. Die Differenz der beiden mit je einer Messreihe ermittelten Kräfte hängt vom Permanentmagneten, von der Magnetisierung und der magnetischen Suszeptibilität des Gewichtes, vom Umgebungsmagnetfeld und von der Geometrie des Messaufbaus sowie der Grösse und der Form des Gewichtes ab.
-
Um vom Permanentmagneten ausgehende unerwünschte Magnetisierungseffekte zu vermeiden und trotzdem eine messbare Gewichtsdifferenz zu erhalten, muss der Abstand des Gewichtes über dem Permanentmagneten richtig gewählt werden. Der optimale Abstand hängt vom Permanentmagneten sowie von der Grösse und Form des Gewichtes ab.
-
Gemäss dem Stand der Technik wird ein zu untersuchendes Gewicht von Hand auf einem Tisch positioniert. Der auf der hochauflösenden Waage liegende Permanentmagnet wird von Hand gewendet. Dazu muss zuerst die Tischplatte mit dem Gewicht abgehoben und nach dem Wenden des Permanentmagneten wieder aufgesetzt werden. Die Tischplatte wird entsprechend der gewünschten Höhe auf Auflageflächen mit dem gewünschten Abstand zum Permanentmagneten aufgelegt. Um eine möglichst genaue Bestimmung der magnetischen Wirkung zu ermöglichen, wird eine Referenzmessung mit einem Material mit genau bekannten magnetischen Eigenschaften durchgeführt. Der Bedienungsaufwand zum Testen mehrerer Eichgewichte, insbesondere bei verschiedenen Eichgewichten ist äusserst gross. Zudem besteht beim manuellen Wenden des Permanentmagneten die Gefahr, dass Verschmutzungen am Permanentmagneten haften bleiben und/oder dass der Permanentmagnet nicht genau zentriert positioniert wird und dadurch die Genauigkeit der Messung beschränkt ist.
-
Eine weitere Lösung gemäss dem Stand der Technik umfasst eine Drehlagerung für den Permanentmagneten, wobei die Drehlagerung mit einem manuell betätigten Drehknopf über eine Drehantriebs-Verbindung verbunden ist. Weil auch bei einem an einer Drehlagerung angeordneten Permanentmagneten das Gewicht manuell aufgesetzt und dabei zentriert werden muss, ist der Bedienungsaufwand trotz des vereinfachten Drehens des Permanentmagneten gross. Wenn die Drehlagerung, die Drehantriebs-Verbindung und der Drehknopf mit der Waagschale der Waage verbunden sind, so können Verunreinigungen am Drehknopf oder Luftströmungen um den Drehknopf bereits die Messung verfälschen. Aus der
DE 102 44 834 B3 , die einen älteren Zeitrang aufweist, ist ein Gerät zur Bestimmung der Suszeptibilität und/oder der Magnetisierung eines Probekörpers bekannt.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Lösung mit einer Wendevorrichtung zu finden, mit welcher der Permanentmagnet einfach um exakt 180° gewendet werden kann, wobei die Wendevorrichtung hinsichtlich magnetischer Effekte keinen störenden Einfluss auf die Messung haben darf. Insbesondere soll der Wendevorgang auch automatisch durchgeführt werden können.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, 9 oder 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass der Permanentmagnet in einer Halterung mit mindestens drei ersten Auflageelementen gehalten sein soll. Die ersten Auflageelemente sind an zweite Auflageelemente angepasst, wobei die zweiten Auflageelemente mit der Lastaufnahme einer genauen Waage beispielsweise einer Komparatorwaage zu verbinden sind. Die ersten Auflageelemente sind so ausgebildet, dass sie eine erste und eine zweite Auflageposition auf den zweiten Auflageelementen ermöglichen, wobei die Magnetausrichtung des Permanentmagneten in den beiden Auflagepositionen relativ zueinander exakt 180° um eine horizontale Achse verdreht ist. In der einen Auflageposition zeigt der Nordpol und in der anderen der Südpol exakt vertikal nach oben. Durch das Ausbilden von mindestens drei Auflagepunkten in beiden Auflagepositionen wird in beiden Auflagepositionen eine exakte Ausrichtung gewährleistet. Die Auflageelemente werden aus Material mit im Wesentlichen verschwindender Magnetisierung und verschwindender magnetischer Suszeptibilität hergestellt, so dass die Messungen nicht gestört werden.
-
Zum Wenden des Permanentmagneten bzw. zum Wechseln der Auflageposition wird mindestens ein erstes Auflageelement von einem zweiten Auflageelement abgehoben und nach dem Wenden auf ein anderes zweites Auflageelement aufgelegt. Der Wendevorgang wird vorzugsweise mit einer Wendevorrichtung durchgeführt.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung stehen zwei erste Auflageelemente in der Form von Rundstäbchen auf einer ersten Achse beidseits vom Permanentmagneten nach aussen. Mindestens ein weiteres erstes Auflageelement erstreckt sich in dieser ersten Auflageposition auf einer zweiten Achse von der ersten Achse weg. Zum Wenden des Permanentmagneten mit einer Wendevorrichtung wird zumindest ein erstes Auflageelement oder ein damit verbundenes Eingriffsteil von einem Mitnehmer bewegt. Am Ende der vom Mitnehmer eingeleiteten Bewegung liegt das weitere erste Auflageelement in einer zweiten Auflageposition auf einem zweiten Auflageelement auf und steht dabei räumlich in einer neuen Richtung von der ersten Achse weg.
-
Damit die Höhenlage des Permanentmagneten in beiden Auflagepositionen exakt gleich ist, bildet die von der ersten und der zweiten Achse aufgespannte Ebene die horizontale Mittelebene des vertikal ausgerichteten Permanentmagneten. Um in den beiden Auflagepositionen ein präzises Aufliegen zu gewährleisten, ist der Mitnehmer vorzugsweise vor und nach dem Wendevorgang mit keinem der ersten Auflageelemente oder einem damit verbundenen Eingriffsteil in Kontakt. Weil der Wendevorgang immer wiederholbar sein muss, ist der Mitnehmer am Ende des Wendevorgangs jeweils so einem ersten Auflageelement oder einem damit verbundenen Eingriffsteil zugeordnet, dass ein weiterer Wendevorgang möglich ist.
-
Zur Bewegung des Mitnehmers soll eine Betätigungseinrichtung vorgesehen werden, welche einen einfachen Aufbau und eine störungsfreie Betätigung der Messvorrichtung erlaubt. Eine bevorzugte Ausführungsform ermöglicht den Einsatz einer üblichen Waage beispielsweise einer Komparatorwaage, bei der der Wägeraum seitlich von einem Windschutz und oben von einem Deckel umgeben ist. Dies erfordert eine besonders raumsparende Anordnung der Wendevorrichtung. Auf der Waagschale bzw. der Lastaufnahme wird ein Träger mit den zweiten Auflageelementen angeordnet. Damit die zu untersuchenden Gewichte auch mit einem kleinen Abstand über dem Permanentmagneten angeordnet werden können, erstreckt sich der Träger gegen den Deckel. Die zweiten Auflageelemente sind wenig unterhalb des Deckels angeordnet, so dass ein mit seiner Halterung bzw. den ersten Auflageelementen auf die zweiten Auflageelemente aufgelegter Permanentmagnet wenig unterhalb des Deckels im Wägeraum angeordnet ist.
-
Wenn nun der Mitnehmer über eine Bewegung des Deckels betätigt werden soll, so ist es zweckmässig, zum Wenden den Deckel nach oben vom Gehäuse abzuheben und anschliessend wieder auf das Gehäuse aufzulegen. Damit diese Deckelbewegung einen Wendevorgang auslösen kann, wird der Mitnehmer an der Deckelunterseite angeordnet.
-
Es wäre auch möglich über dem Träger mit den zweiten Auflageelementen am Deckel lediglich einen Arm schwenkbar zu befestigen, welcher am freien Ende mindestens einen Eingriffsbereich zum Mitnehmen eines weiteren ersten Auflageelementes umfasst. Die Halterung des Permanentmagneten sollte in dieser Ausführungsform nur ein weiteres erstes Auflageelement umfassen, welches beim Wenden jeweils zwischen zwei zweiten Auflageelementen hin und her bewegt würde. Dabei können zwei erste Auflageelemente drehbar am Träger, bzw. an zwei zweiten Auflageelementen gelagert sein.
-
Beim Mitnehmen des weiteren ersten Auflageelementes durch den mit dem Deckel nach oben bewegten Arm wird ein Wendevorgang eingeleitet. Wenn das mitgenommene weitere erste Auflageelement die Richtung vertikal nach oben überschritten hat, so kann die Halterung mit dem Permanentmagneten Schwerkraft getrieben weiter drehen bis das mitgenommene erste Auflageelement auf ein zweites Auflageelement zu liegen kommt. Beim Absenken des Deckels muss gewährleistet werden, dass das freie Ende des Armes über das weitere Auflageelement bewegt wird, um dieses beim nächsten Deckelheben wieder mitzunehmen und damit einen weiteren Wendevorgang auslösen zu können. Der Arm müsste von einer Umstelleinrichtung jeweils auf die Seite des Permanentmagneten bewegt werden, an welcher das mitgenommene erste Auflageelement seitlich nach aussen vorsteht.
-
Anhand der Figuren wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei welcher die Halterung für den Permanentmagneten an zwei auf einer gemeinsamen Achse beidseits nach aussen stehenden ersten Auflageelementen Eingriffsteile umfasst. Zum Wenden werden durch das Heben des Deckels alle ersten Auflageelemente von den zweiten Auflageelementen abgehoben. Das Wenden des Permanentmagneten erfolgt ohne Kontakt zu den zweiten Auflageelementen und somit ohne Kontakt zum Träger bzw. zur Waagschale der Waage. Der Mitnehmer umfasst Eingriffsbereiche, in welche die Eingriffsteile der ersten Auflageelemente nach dem Heben des Deckels eingreifen. Das Schwerkraft getriebene Eingreifen und eine Vertikalführung am Deckel gewährleisten ein Drehen um 180°. Beim Absetzen des Deckels werden die ersten Auflagebereiche auf die zweiten Auflagebereiche aufgelegt und anschliessend die Eingriffsbereiche des Mitnehmers im Kontakt zu den Eingriffsteilen nach aussen geschwenkt. Nach dem Passieren der Eingriffsteile klappen die Eingriffsbereiche wieder gegen den Träger und sind bereit für einen neuen Wendevorgang.
-
Die erfindungsgemässe Messvorrichtung zum Bestimmen von magnetischen Eigenschaften ist nicht auf den Einsatz mit Eichgewichten bzw. Material für Eichgewichte beschränkt, sondern kann generell für die Bestimmung magnetischer Eigenschaften insbesondere der Suszeptibilität eingesetzt werden.
-
Es versteht sich von selbst, dass die beschriebene Wendevorrichtung auch mit einer bestehenden Wägevorrichtung zu einer erfindungsgemässen Messvorrichtung kombiniert werden kann. Die Wendevorrichtung ist auch beim Einsatz in einer anderen Vorrichtung neu und erfinderisch.
-
Mit der erfinderischen Lösung wird mit kleinem Aufwand ein automatisches Messverfahren ermöglicht. Weil das Wenden des Permanentmagneten in bevorzugter Weise mit einem einfachen Heben und Senken des Mitnehmers durchgeführt werden kann, ermöglicht bereits eine automatische Hebe- und Senkvorrichtung das präzise automatische Wenden. Damit die Hebe- und Senkvorrichtung die Messungen nicht stört, wird deren Antrieb möglichst weit vom Permanentmagneten entfernt angeordnet. Dadurch kann verhindert werden, dass magnetische Felder des Antriebes eine relevante störende Wirkung auf den Permanentmagneten bzw. das Gewicht ausüben. Der Antrieb kann horizontal oder vertikal vom Permanentmagneten beabstandet angeordnet werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb horizontal versetzt angeordnet und die Bewegung wird über einen langen Arm auf den Mitnehmer übertragen.
-
Weil ein automatisches Messverfahren dann besonders vorteilhaft ist, wenn mehrere Gewichte und insbesondere auch ein Referenzmaterial ohne manuelle Betätigung durchgetestet werden können, umfasst die Messvorrichtung gegebenenfalls auch einen Probenwechsler. Grundsätzlich können alle aus dem Stand der Technik bekannten Probenwechsler, insbesondere Drehtische, eingesetzt werden. Für exakte Messungen ist es aber wichtig, dass die Gewichte auf Auflageflächen exakt und reproduzierbar zentriert über dem Permanentmagneten bzw. dem Träger mit den zweiten Auflageelementen positioniert werden können. Um verschieden grosse Gewichte gleichzeitig testen zu können, umfasst der Probenwechsler gegebenenfalls auch eine Höhenverstell-Vorrichtung zum automatischen Heben und Senken der Auflageflächen. Der Antrieb des Probenwechslers und insbesondere der Höhenverstell-Vorrichtung sollte möglichst weit vom Permanentmagneten entfernt sein.
-
Ein vorteilhafter Probenwechsler umfasst eine federnde Einrasteinrichtung, die mit einem einfachen Drehantrieb eine präzise Positionierung von Auflageflächen für mehrere, beispielsweise für fünf, Gewichte exakt über dem Permanentmagneten bzw. dem Träger ermöglicht. Die federnde Einrasteinrichtung wird etwa vom Drehantrieb ver- oder entriegelt. Wenn das Drehen der Auflagefläche durch bewegte Stäbe, die in Schlitze bzw. Mitnahmebereiche der Auflagefläche eingreifen, erzielt wird, so können diese bewegten Stäbe auch zum Vor- oder Entspannen der Einrasteinrichtung eingesetzt werden. Eine Höhenverstellbarkeit der Auflagefläche kann problemlos gewährleistet werden, weil die Stäbe über ihre gesamte Höhe den Drehkontakt in den Schlitzen und den Vorspann- oder Entspannkontakt an einem Einrasthebel gewährleisten können.
-
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles. Dabei zeigt
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Messaufbaus zur Durchführung einer Messung gemäss dem Entwurf der OIML-Empfehlung R111 vom 1.11.2003,
-
2 eine perspektivische Darstellung eines Komparatorwägeraumes mit einer Wendevorrichtung,
-
3 eine perspektivische Schitt-Darstellung eines Permanentmagneten in einer Halterung,
-
4 eine perspektivische Darstellung eines Trägers mit aufgelegtem Permanentmagneten,
-
5a bis 5c perspektivische Darstellungen einer Wendevorrichtung während verschiedener Phasen eines Wendevorganges,
-
6 eine perspektivische Darstellung einer Messvorrichtung mit automatischer Wendevorrichtung, Probenwechsler und Höhenverstell-Vorrichtung zum automatischen Heben und Senken der Auflageflächen,
-
7a bis 7c eine alternative Ausführungsform einer auf einem Träger angeordneten Halterung eines Permanentmagneten während verschiedener Phasen eines Wendevorganges, und
-
8 bis 10 jeweils eine schematische Draufsicht auf eine bediente Messvorrichtung.
-
1 zeigt eine einfache Vorrichtung zum Bestimmen der magnetischen Wirkung eines zu untersuchenden Gewichtes 1 auf einen Permanentmagneten 2. Der Permanentmagnet 2 liegt auf der Lastaufnahme, bzw. der Waagschale einer hoch auflösenden Waage 3, beispielsweise einer Komparatorwaage, unter einem nicht magnetischen Tisch 4. Das Gewicht 1 steht auf der Auflagefläche 5 des Tisches 4 zentriert über dem Permanentmagneten 2. Der Permanentmagnet 2 wird bei einer ersten Reihe von Kraft-Messungen mit dem Südpol und bei einer zweiten Reihe von Kraft-Messungen mit dem Nordpol nach oben eingesetzt. Das Wechseln von der einen zur anderen Ausrichtung ist mit dem Wendezeichen 46 dargestellt. Die Differenz der beiden mit je einer Messreihe ermittelten Kräfte hängt vom Permanentmagneten 2, von der Magnetisierung und der magnetischen Suszeptibilität des Gewichtes 1, vom Umgebungsmagnetfeld und von der Geometrie des Messaufbaus sowie der Grösse und der Form des Gewichtes 1 ab. Vom Messaufbau sind die Höhe z0 der Auflagefläche 5 über dem Schwerpunkt des Permanentmagneten 2, die Höhe h des Gewichtes 1 und der Abstand z1 der oberen Endfläche des Gewichtes 1 vom Schwerpunkt des Permanentmagneten 2 dargestellt.
-
2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Blick in den in der Zeichnung aufgebrochenen Wägeraum einer hoch auflösenden Waage 3, beispielsweise einer Komparatorwaage, mit dem Gehäuse 3a, dem Wägeraum 3b, der Lastaufnahme 3c und einem Windschutz 3d, welcher den Wägeraum 3b seitlich umschliesst. Auf den Windschutz 3d ist ein Deckel 6 aufgelegt. Auf der Lastaufnahme 3c bzw. der Waagschale wird ein Träger 7 angeordnet. Damit die zu untersuchenden Gewichte auch mit einem kleinen Abstand über dem Permanentmagneten angeordnet werden können, erstreckt sich der Träger 7 gegen den Deckel 6.
-
4 zeigt den Träger 7 mit zweiten Auflageelementen 8, welche an erste Auflageelemente 10 einer Halterung 9 mit dem Permanentmagneten 2, wie ihn die 3 zeigt, angepasst sind. Die zweiten Auflageelemente 8 weisen zur Lagerung der ersten Auflageelemente 10 v-förmige Vertiefungen auf. Die Halterung 9 umfasst einen ringförmigen Fassungsbereich 9a und davon radial nach aussen stehende rundstabförmige erste Auflageelemente 10. Die ersten und zweiten Auflageelemente 10 und 8 sind so angeordnet, dass sie in einer ersten und einer zweiten Auflageposition aufeinander liegen, wobei die beiden Magnetausrichtungen des Permanentmagneten in den beiden Auflagepositionen um im Wesentlichen 180° um eine horizontale Achse zueinander verdreht sind. In der dargestellten Ausführungsform sind je vier Auflageelemente 8 und 10 in gleichen Abständen um die Achse des Trägers 7 bzw. des Permanentmagneten 2 angeordnet. Zumindest zwei erste Auflageelemente 10 liegen auf einer gemeinsamen ersten Achse. Damit die Höhenlage des Permanentmagneten 2 in beiden Auflagepositionen exakt gleich ist, bildet die von den ersten Auflageelementen 10 aufgespannte Ebene die horizontale Mittelebene des vertikal ausgerichteten Permanentmagneten 2.
-
Gemäss den 5a bis 5c wird zum Wenden des Permanentmagneten 2 zumindest ein mit einem ersten Auflageelement 10 verbundenes Eingriffsteil 11 von einem Mitnehmer 12 mitgenommen. Vorzugsweise werden aber an zwei auf einer gemeinsamen Achse liegenden ersten Auflageelementen Eingriffsteile 11 angeordnet. Der dargestellte Mitnehmer 12 umfasst ein erstes und ein zweites Mitnehmerteil 13 und 14, wobei das erste Mitnehmerteil 13 eine obere Befestigungsfläche 13a sowie beidseits der oberen Befestigungsfläche 13a nach unten stehende Seitenflächen 13b mit je einem vertikalen Führungsschlitz 15 und je einem unteren Anschlag 16 aufweist. Die beiden Führungsschlitze 15 bilden zusammen mit den darin aufgenommenen ersten Auflageelementen 10 eine Vertikalführung, wobei die Anschläge 16 die Eingriffsteile 11 in einer gewünschten Ausrichtung im Mitnehmer 12 zurückhalten. Das zweite Mitnehmerteil 14 ist mit einer Schwenkachse 17 schwenkbar an den Seitenflächen 13b des ersten Mitnehmerteiles 13 gelagert. Beidseits vom zweiten Mitnehmerteil 14 vorstehende Fortsätze bilden Eingriffsbereiche 18 für die Eingriffsteile 11. Während einer Messung ist die Halterung 9 mit dem Permanentmagneten möglichst nahe der Öffnung 45 positioniert Beim Heben des Mitnehmers 12 mit einer darin angeordneten Halterung 9 entsteht bei einer von der Schwerkraft getriebenen Bewegung der Halterung 9 in den Vertikalschlitzen 15 aufgrund des Abrollkontaktes der Eingriffsteile 11 an den Eingriffsbereichen 18 (5a) eine definierte Drehbewegung, so dass die Eingriffsteile 11 und damit der Permanentmagnet 2 beim Erreichen des Anschlages 16 (5b) um 180° gedreht sind. Beim Senken des Mitnehmers 12 über den nicht dargestellten Träger 7 gelangen die ersten Auflagebereiche 10 auf die nicht dargestellten zweiten Auflagebereiche 8. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Mitnehmers 12 werden die Eingriffsbereiche 18 bzw. die Fortsätze mitsamt dem schwenkbaren zweiten Mitnehmerteil 14 im Kontakt zu den Eingriffsteilen 11 nach aussen geschwenkt (5c) und nach dem Passieren der Eingriffsteile 11 wieder gegen den Träger 7 zurück geschwenkt.
-
In der Ausführungsform gemäss 2 ist der Mitnehmer 12 an der Unterseite des Deckels 6 befestigt. Durch das Anheben und Absenken des Deckels 6 wird der Permanentmagnet gewendet.
-
6 zeigt eine Messvorrichtung, die für automatische Messabläufe ausgelegt ist. In einem Vorrichtungsgehäuse 19 ist eine hoch auflösende Waage 3 angeordnet. Damit diese Waage 3, insbesondere eine Komparatorwaage, auch in anderen Messanordnungen verwendet werden kann, ist sie so angeordnet, dass sie mit wenigen Handgriffen eingesetzt oder entnommen werden kann. Der Deckel 6 liegt auf einem Deckelheber 20 auf. Der Deckelheber 20 ist mit einem Hebelarm 21 verbunden, welcher über eine Schwenklagerung am Vorrichtungsgehäuse 19 befestigt ist. Die Hebe- und Senkbewegung des Hebelarmes 21 wird von einem Exzenter 23 angetrieben, wobei durch die Ausformung des Exzenters 23 ein gewünschter Bewegungsablauf des Hebelarmes 21 und damit des Mitnehmers 12 erzielbar ist. Der Antrieb des Exzenters 23 soll möglichst weit weg vom Permanentmagneten 2 bzw. vom Deckel 6 angeordnet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist am Vorrichtungsgehäuse 19 rückseitig oben ein erster Motor 24 angeordnet, der über eine erste Antriebsübertragung 25 mit dem Exzenter 23 verbunden ist.
-
Die dargestellte Ausführungsform umfasst einen Probenwechsler mit fünf Auflageflächen 26 für die zu untersuchenden Gewichte bzw. ein Referenzmaterial, die in Umfangsrichtung in gleichen Abständen von einem drehbar und höhenverstellbar gelagerten Drehrohr 27 vorstehen. Das Drehrohr 27 ist am unteren Ende vertikal beweglich in einer Drehlagerung 41 drehbar gelagert. Es ist am oberen Endbereich mit einer Antriebsplatte 28 mit Mitnahmebereichen bzw. Antriebsschlitzen 29 verbunden. Eine zugehörige Antriebsvorrichtung umfasst beispielsweise zwei um eine gemeinsame Drehachse drehbare Antriebsstäbe 30, die beim Drehen in die Antriebsschlitze 29 eingreifen und die Antriebsplatte 28 drehen. Bei einem solchen Antrieb ergibt sich bereits bei radial verlaufenden Antriebsschlitzen 29 und konstanter Drehgeschwindigkeit der Antriebsstäbe 30 ein gewünschtes langsames Anfahren und Abbremsen der Antriebsplatte 28, welches ein ungewolltes Verschieben der Gewichte verhindert.
-
Wenn eine Auflagefläche 26 zentriert an einer gewünschten Position, insbesondere über dem Deckel 6 bzw. dem Permanentmagneten 2 steht, so gewährleistet gegebenenfalls eine federnde Einrasteinrichtung eine präzise Positionierung. Um eine spielfreie Positionierung zu erzielen, wird beispielsweise beim Erreichen einer gewünschten Drehposition mit einem Antriebsstab 30 die Einrasteinrichtung vorgespannt, so dass ein Einrastelement fest in eine Positionierausnehmung der Antriebsplatte 28, vorzugsweise in den Eintrittsbereich eines Antriebsschlitzes 29, gegedrückt wird.
-
Die Antriebsstäbe 30 sind an Hebelarmen 31 befestigt, welche oben und unten an einem zentralen Drehteil 32 angeordnet sind. Das zentrale Drehteil 32 mit den Hebelarmen 31 und den Antriebsstäben 30 wird von einem zweiten Motor 33 und einer zweiten Antriebsübertragung 34 in Drehung versetzt.
-
Eine Höhenverstellbarkeit der Auflageflächen 26 kann über eine Spindel-Höhenverstellung 35 zum Heben und Senken des Drehrohres 27 gewährleistet werden. Mindestens ein an seitlichen Führungsstäben 37 geführter Balken 36 wird durch die Spindel-Höhenverstellung 35 mittels eines dritten Motors 38 und einer dritten Antriebsübertragung 39 auf die gewünschte Höhe bewegt. Hebestäbe 40 sind mit dem Drehrohr 27 bzw. der Antriebsplatte 28 verbunden und heben und senken somit die Auflageflächen 26 auf die gewünschte Höhe über dem Deckel 6 bzw. dem darunter liegenden Permanentmagneten 2.
-
Alle Motoren 24, 33 und 38 sind weit vom Messbereich entfernt und bewirken daher keine erkennbaren Störungen der Messung. Die Motoren 24, 33 und 38 werden von einer nicht dargestellten Ablaufsteuerung gesteuert. Diese Ablaufsteuerung ermöglicht automatische Messvorgänge mit den auf den Auflageflächen 26 positionierten Gewichten. Die von der hoch auflösenden Waage 3 gemessenen Werte werden in einem Auswertungsprozessor ausgewertet, wobei die Information zur jeweiligen Probe und Ausrichtung des Permanentmagneten 2 von der Ablaufsteuerung bereitgestellt wird.
-
In den 7a bis 7c ist in perspektivischer Darstellung eine alternative Ausführungsform einer auf einem Träger 7 angeordneten Halterung 109 eines Permanentmagneten 2 gezeigt, welche geeignet ist, mittels eines im wesentlichen horizontal beweglichen Mitnehmers (hier nicht dargestellt) gewendet zu werden. Teile, die in ihrer Ausführungsform mit denen der 4 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und hier nicht noch einmal beschrieben. Die Figur zeigt verschiedene Stadien des Wendevorgangs, bei dem erste Auflageelemente 10 eine Drehachse bildend während des gesamten Wendevorgangs mit zweiten Auflageelemente 8 in Kontakt sind. Für eine solche Schwenkvorrichtung wäre zum Beispiel über dem Träger 7 mit den zweiten Auflageelementen 8 am Deckel 6 ein Arm schwenkbar befestigt, welcher am freien Ende mindestens einen Eingriffsbereich zum Mitnehmen eines weiteren ersten Auflageelementes 110 umfasst. Die Halterung 109 des Permanentmagneten sollte in dieser Ausführungsform nur ein weiteres erstes Auflageelement 110 umfassen, welches beim Wenden jeweils zwischen zwei zweiten Auflageelementen 8 hin und her bewegt wird. Dabei können die zwei ersten Auflageelemente 10 drehbar am Träger 7, bzw. an zwei zweiten Auflageelementen 8 gelagert sein.
-
Die 8 bis 10 zeigen verschiedene Anordnungen der Auflageflächen 26, der Waage 3, des Hebelarms 21, des Auswertungsprozessors 42 und der Ablaufsteuerung 43. Bezüglich der Bedienbarkeit ist die Anordnung gemäss 10 am vorteilhaftesten, weil die Waage 3 einfach ausbaubar und die Auflageflächen 26 gut zugänglich sind.
