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Abschaltvorrichtung für Waagen1 insbesondere Neigungswaagen Es sind
bereits Abschaltvorrichtungen für Waagen bekanntgeworden, bei denen eine oder mehrere
Lichtschranken auf der Waagenskala angeordnet sind, welche beim Durchgang des Waagenzeigers
entsprechende Schaltvorgänge auslösen, wodurch der Zulauf der Wiegekomponenten verändert
werden kann.
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Die einzelnen Lichtschranken sind dabei jeweils an dem entsprechenden
Skalenwert anzubringen und müssen bei Rezeptwechsel von Hand auf die neuen Werte
eingestellt werden. Die Anzahl der Komponenten und ihre Größe ist hierbei begrenzt,
da wegen der räumlichen Ausdehnung der Lichtschrankenanordnung nicht beliebig viele
Lichtschranken nebeneinander auf die Waagenskala aufgesetzt werden können.
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Es sind ferner Abschaltvorrichtungen für Waagen bekannt, bei welchen
eine Lichtschranke oder ein Lichtschrankenpaar automatisch an verschiedene Stellen
der Waagenskala gebracht werden kann. Hierzu sind jedoch komplizierte Steueranordnungen
notwendig, und ein derartiger Einstellvorgang benötigt in manchen Fällen zuviel
Zeit Es sind schließlich Abschaltvorrichtungen für Waagen bekannt, bei welchen der
Zeigerausschiag der Waage zunächst in eine elektrische Widerstandsgröße verwandeln
wird, etwa durch ein Schleifpotentiometer, die dann als Brückenwiderstand in eine
elektrische Brüdcenschaltung, etwa nach der Art der Wheatstoneschen Brücke eingefügt
wird. Durch Vorwahl entsprechender Vergleichswiderstände ergeben sich bestimmte
Nullpunkte der Diagonaispannung in der Brücke, die für hbschaltvorgänge ausgenutzt
werden können. Der Vorteil einer solchen Abxschaltvorrichtung liegt darin, daß sich
auf der Waagenskala keine verschiebbaren Lichtschranken befinden, welche Platz beanspruchen
und bewegt werden müssen. Der Abschaltpunkt kann durch Vorwählen entsprechender
Vergleichswiderstände unmittelbar auf jeden beliebigen Wert der Skala eingestellt
werden. Der Nachteil solcher Vorrichtungen liegt jedoch in der Reibung des mit der
Zeigerachse verbundenen Geberpotentiometers.
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Auch der Versuch, die Stellung des Zeigers induktiv oder kapazitiv
zu übertragen und in eine elektrische Widerstandsgröße umzuwandeln, hat zu keinem
Erfolg geführt, da derartige Vorrichtungen entweder bei einfachem Aufbau eine sehr
geringe Genauigkeit besitzen oder eine sehr komplizierte und kostspielige Anordnung
erfordern.
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Die Erfindung betrifft eine Abschaltvorrichtung für Waagen, insbesondere
für Neigungswaagen, und bezweckt, daß der Abschaltpunkt durch einfache Vorwahl analog
zum Widerstandsverfahren ohne Veränderung der Meßvorrichtung im Bereich des Waagenzeigers
an jedem beliebigen Wert der Skala festgelegt werden kann, jedoch keine zusätzliche
Reibung am
Waagenzeiger verursacht, und daß dadurch eine größere Genauigkeit erreicht
wird.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen ersten Impuisgeber,
der entsprechend der Waagenskala eine gleichförmige Impulsfolge in ständiger Wiederholung
aussendet, und durch einen nach jedem Ablauf einer Skalenimpuisfolge des ersten
Impulsgebers einen einzigen Impuls aus sendenden zweiten Impulsgeber sowie einen
dritten Impulsgeber, der einmal während jeder Skalenimpulsfolge einen Steuerimpuls
abgibt, welcher vom Beginn der Skalenimpulsfolge une einen solchen Betrag entfernt
liegt, der der Entfernung des Waagenzeigers vom Skalennuilpunkt entspricht, wobei
der erste und zweite Impuisgeber auf ein voreinstellbares Impulszählwerk wirken,
welches derart ausgebildet ist daß vom Impuiszählwerk nach Aufnahme der voreingestellten
Anzahl von Impulsen des ersten Impuls gebers ein Ereigabeimpuls ausgeht, der einen
elektronischen Schalter schließt, und daß der Impuls des zweiten Impulsgebers nach
jedem Ablauf einer Skalenimpulsfolge das Impulszählwerk in seine Nullage bringt
und damit den elektronischen Schalter wieder öffnet, wobei dieser elektronische
Schalter in der Steuerleitung zwischen dem dritten zeigergesteuerten Impulsgeber
und der Steuereinrichtung für den Wiegegutzufluß liegt, so daß die Steuerimpuise
des dritten Impulsgebers erst wirksam werden können, wenn der Waagenzeiger einen
der voreingestellten Impulszahl des Impulszählers entsprechenden Bereich der Waagenskala
überschritten hat. Der gesamte Aufbau der einzelnen Impulsgeber, welche mit dem
Meßsystem der Waage zusammenwirken, bleibt somit von den wechselnden Komponenten
unbeeinflußt. Die erforderlichen Einstellungen sind lediglich als Voreinstellung
des Impuiszählwerkes vorzunehmen. Derartige durch Schalter oder Tasten voreinstellbare
Impulszählwerke sind in den verschiedensten Ausführungsformen
seit
langem. bekannt und als handelsübliche Teile ohne weiteres erhältlich. Selbstverständlich
kann die Voreinstellung des Impulszählwerkes auch durch die Kontakte - einer Lochkartenabtasteinrichtung
erfolgen.
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Zweckmäßigerweise wird dabei mit der Wahl der Voreinstellung des
Impulszählwerkes auch die Wahl der anzusteuernden Wiegegutzufuhreinrichtungen betätigt,
so daß ganze Zufuhrwiegeprogramme mit mehreren Wiegegutkomponenten automatisch gesteuert
werden können.
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Da die Auslösung von Impulsen ohne körperliche Berührung von Teilen
erfolgen kann, ist durch die neue Anordnung jede Beeinflussung durch zusätzliche
Reibungsverluste vermieden.
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Es kann vorteilhaft sein, die Zahl der Impulse in der Skalenimpulsfolge
so zu wählen, daß sie der Anzahl der auf der Waagenskala vorgesehenen Skalenteilstriche
entspricht. Bei einer günstig geteilten Skala eines Meßinstrumentes ist die Unterteilung
nur so fein vorgenommen, wie dies der tatsächlichen Anzeigeempfindlichkeit des Meßsystems
entspricht. Ordnet man daher jedem Skalenteilstrich einen Skalenimpuls zu, so nutzt
die Anordnung die volle Empfindlichkeit der Waage aus und entspricht hinsichtlich
ihrer Genauigkeit der direkten Einstellung durch Beobachtung des über der Skala
spielenden Waagenzeigers.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zur Realisierung des beschriebenen
Prinzips kann derart ausgebildet sein, daß eine gleichförmig rotierende Scheibe
auf dem überwiegenden Teil eines Kreises von bestimmtem Radius eine Reihe von gleichgeformten
Durchbrechungen trägt, die über eine Lichtquelle und eine Fotozelle die Skalenimpulse
auslösen, und daß auf einem Kreis von anderem Radius eine einzige Durchbrechung
im Bereich der- neutralen Zone zwischen dem Anfang und dem Ende der Skalaimpulsdurchbrechungen
liegt, die ebenfalls über eine Lichtquelle und eine Fotozelle den zweiten Impuls
liefert, und daß schließlich an der rotierenden Scheibe ein Teil eines optischen
Systems angebracht ist, während der andere Teil am Waagenzeiger angeordnet ist,
wobei beide Teile derart ausgebildet sind, daß während des Umlaufes der Scheibe
in einer einzigen Stellung eine gemeinsame optische-Achse des Gesamtsystems besteht,
wodurch der Steuerimpuls über eine weitere Lichtquelle u-nd eine weitere Fotozelle
ausgelöst wird.
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Es- kann vorteilhaft sein, die gleichgeformten Durchbrechungen als
rechteckige Schlitze auszubilden, aber auch andere Formen sind unter bestimmten
Voraussetzungen geeignet, ebenso können an Stelle der Fotozellen lichtempfindliche
Widerstände oder ähnlich sl,-irkende Schaltelemente, welche eine praktisch trägheitslose
Steuerung ermöglichen, angebracht sein.
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Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des optischen Systems ergibt
sich gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung dadurch, daß das an
der rotierenden Scheibe befestigte optische Teilsystem in der Reihenfolge des -
Strahlenganges aus einer ersten Sammellinse mit erstem Prisma und einer Weiteren
zweiten Sammellinse mit zugehörigem zweitem Prisma sowie einer ersten Schlitzblende
besteht, wobei diese erste Schlitzblende über die beschriebenen Teile durch eine
feststehende Lichtquelle ausgeleuchtet wird; und daß ferner- an dem Waagenzeiger
als anderes optisches- Teilsystem ein Hohlspiegel vorgesehen ist, weicher in der
Stellung gemeinsamer optischer Achse das- Bild des erleixchteten Spaltes über eine
zweite Schlitzblende auf ein drittes Prisma wirft, das div Lichtstrahlen' über zwei-Kondetisorlinsen
zu einem
vierten Prisma leitet, von dem die Lichtstrahlung in eine feststehende Fotozelle
gelenkt wird, und daß die zweite Schlitzblende sowie das dritte und vierte Prisma
und die beiden Kondensorlinsen ebenfalls Teile des an der rotierenden Scheibe angebrachten
optischen Systems sind.
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In der. Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der.
Erfindung schematisch dargestellt.
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Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Meßsystem nach der Erfindung
in Verbindung mit schematisch dargestellten Schalt- und Steuerelementen, Fig. 2
eine Draufsicht auf einen Teil der in Fig. 1 gezeigten rotierenden Scheibe.
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In den Fig. 1 und 2 ist der Anzeigeteil eines Waagensystems dargestellt,
wobei ein Zeiger 3, welcher über eine Welle 2 mit dem hier nicht sichtbaren Meßsystem
in Verbindung steht, vor einer Skala 1 bewegt wird. Zeiger 3 und Skala 1 werden
durch eine Abdeckscheibe 16 aus durchsichtigem Material überdeckt.
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Gleichachsig zur Zeigerachse 2 ist ein drehbares System vorgesehen,
welches eine Hohlwellen und eine drehbare Scheibe 4 aufweist. Die drehbare Scheibe
4 trägt auf einem Kreis von bestimmtem Radius Schlitze 29 sowie auf einem kleineren
Radius einen weiteren Schlitz32. Die Hohlwelle5 ist über Zahnräder7, 8 durch einen
Elektromotor 6 antreibbar und rotiert mit konstanter Winkelgeschwindigkeit.
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An der stirnseitigen Öffnung der Hohlwelle5 ist eine semikonvexe
Sammellinse 10 vorgesehen, welche von einer feststehenden Lichtquelle 9 beleuchtet
wird.
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Im Bereich der Befestigung der drehbaren Scheibe 4 an der Hohlwelle
5 befindet sich in dieser ein rechteckiges Prisma 11, welches die Lichtstrahlung
senkrecht umlenkt.
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Im Strahlenweg folgen dann - auf der Scheibe 4 befestigt - eine weitere
semikonvexe Linse 12 und ein Prisma 13, Welches das Licht auf einen in der drehbaren
Scheibe 4 vorgesehenen Spalt 14 wirft. Zur Rückleitung des reflektierten Lichtes
sind auf der Scheibe4 eine weitere Schlitzbiende 17 und ein Prisma 18 vorgesehen,
an die sich ein Kondensor, bestehend aus zwei Kondensorlinsen 20, anschließt. Vom
Prisma 13 zum Prisma 18 kann der Lichtstrahl nur mit Hilfe eines auf dem Zeiger
3 angebrachten Hohlspiegels 15 gelangen. Das hindurchtretende Licht fällt dann auf
ein weiteres Prisma 19 und gelangt von dort in eine in der Umlaufachse fest angebrachte
Fotozelle 21. Die umlaufenden Schlitze 29 werden durch eine feste Lichtquelle 27
beleuchtet, so daß in einer dahinterliegenden Fotozelle 28 entsprechende Impulse
auftreten. Die A:btastung des Spaltes 32 erfolgt mit Hilfe einer Lichtquelle 30
durch eine Fotozelle 31.
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Die von den Fotozellen 28 und 31 ausgehenden elektrischen Impulse
werden über Zuleitungen 33, 34 einem voreinstellbaren Impulszählwerk 26 und einem
elektronischen Schalter22 zugeleitet. Zwischen dem elektronischen Schalter 22 und
dem voreinstellbaren Impulszählwerk 26 besteht eine weitere Verbindung 35. Die'von
der Fotozelle 21 ausgeheriden Steuerinipulse gelangen über Steuerleitung 36 bei
geschlossenem elektronischem Schalter 22 - in ein Abschaltgerät 23, welches über
einen Wahlschalter 24 mit entsprechenden Wiegegdtzufuhreinrichtungen 25 verbunden
ist. Das voreinstellbare Impulszählwerk, der elektronische Schalter; Abschaltgerät
und die VViegegutzufuhreinrichtungeft sind handelsüblichie Teile, die in diesem
Zusatnm'enhagg nicht' m'ehr erläutert werden müssen." -
Die Einzelteile
der beschriebenen Abschaltvorrichtung wirken in folgender Weise zusammen: Bei eingeschaltetem
Elektromotor 6 wird die drehbare Scheibe 4 angetrieben und rotiert gleichförmig
mit der Hohlwelle 5. Dabei werden die der Skalenteilung entsprechenden Schlitze
29 durch den von der Lichtquelle 27 zur Fotozelle28 gerichteten Richtstrahl hindurchgeführt
und rufen eine intermittierende Beleuchtung hervor. Hierdurch werden in der Fotozelle
28 Spannungsimpulse erzeugt, welche eine gleichförmige Impulsfolge darstellen. Diese
gleichförmige Impulsfolge wird über eine Zuleitung 33 in das voreinstellbare Impulszählwerk
26 eingeführt. Dieses ist derart aufgebaut, daß eine gewisse wählbare Zahl von Impulsen
unterdrückt wird, während der nachfolgende Impuls einen elektrischen Freigabeimpuls
zum elektronischen Schalter 22 weitergibt. Besteht also die gleichförmige Impulsfolge
aus beispielsweise 1000 Impulsen (entsprechend 1000 Skalenteilen der Waage) und
ist das Impulszählwerk auf den Wert 100 voreingestellt, so werden die von der Fotozelle
28 über die Leitung 33 an das Impulszählwerk laufend weitergegebenen Impulse bis
zur Zahl 100 unterdrückt und bleiben für die Schaltvorgänge wirkungslos. Beim Eintreffen
des 101. Impulses im Impulszählwerk wird von diesem ein Freigabeimpuls nach dem
elektronischen Schalter 22 gegeben, der den Schalter schließt.
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Damit die Zählung der Einzelimpulse im voreinstellbaren Impulszählwerk
26 nicht summierend weiterläuft, wird am Ende jeder gleichförmigen Impulsfolge über
den Schlitz 32, welcher mit der Lichtquelle 30 und der Fotozelle 31 zusammenarbeitet,
ein Rückstellimpuls gegeben, welcher iiber die Leitung 34 dem voreinstellbaren Impulszählwerk
26 und dem elektronischen Schalter 22 zugeleitet wird. Im voreinstellbaren Impulszählwerk
26 bewirkt der ankommende Rückstellimpuls die Einstellung auf den ursprünglichen
Nullwert, so daß die Zählung erneut beginnen kann.
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Der elektronische Schalter 22 wird beim Eintreffen des Rückstellimpulses
von der Fotozelle 31 erneut geöffnet.
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Während des Umlaufes der drehbaren Scheibe 4 fällt Licht von der
feststehenden Lichtquelle 9 durch die semikonvexe Linse 10 über das Prisma 11 und
die weitere semikonvexe Linse 12 mit dem zugehörigen Prisma 13 in den Spalt 14,
welcher somit als eine erleuchtete rechteckige Fläche erscheint. Durch den am Zeiger
3 in entsprechender Einstellung befestigten Hohlspiegel 15 wird in der einzigen
Stellung, in der eine gemeinsame optische Achse des Gesamtsystems während des Umlaufes
vorliegt, ein Bild des erleuchteten Spaltes 14 über Blende 17, Prisma 18, die Linsen
20 und Prisma 19 in die Fotozelle 21 geleitet. Die Fotozelle reagiert auf den eintreffenden
Lichtimpuis mit einem entsprechenden Spannungsimpuls, welcher zunächst über den
einen Teil der Steuerleitung36 zum elektronischen Schalter 22 weitergeleitet wird.
Ist beim Ankommen des Steuerimpulses der elektronische Schalter 22 geschlossen,
was jedoch nur dann der Fall sein kann, wenn nach Ablauf der voreingestellten Impulszahl
im Impulszählwerk ein Freigabeimpuls an den elektronischen Schalter 22 gegeben worden
ist, dann wird dieser Steuerimpuls in das Abschaltgerät 23 geleitet und löst dort
je nach der Stellung des Wahl schalters 24 die Abschaltung einer der Wiegegutzufuhreinrichtungen
25 aus. Hierdurch wird der in der Zeichnung nicht sichtbare Zulauf des Wiegegutes
geschlossen, und die Auswiegung der nächsten Komponente kann nach Weiterschalten
des Wahl schalters
24 auf die nachfolgende Wiegegutzufuhreinrichtung erfolgen.
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Der von der Zeigerstellung abhängige Steuerimpuls wird also während
jeder Impulsfolge der Skalenimpulse einmal gegeben. Er bleibt jedoch unwirksam,
solange die Stellung des Zeigers noch nicht den voreingestellten Wert (die voreingestellte
Impulszahl) erreicht hat. In diesem Fall wird der Steuerimpuls ausgelöst, ehe der
elektronische Schalter 22 durch den Freigabeimpuls vom voreinstellbaren Impulszählwerk
26 geschlossen worden ist. Der Steuerimpuls kann daher nicht zum Abschaltgerät 23gelangten
und somit auch keine Abschaltwirkung hervorrufen. Bei kontinuierlicher Zufuhr des
Wiegegutes wandert der Zeiger 3 langsam aus seiner Nullage bis zum Einstellwert.
Sowie er diesen Wert um einen Skalenteil überschritten hat, erfolgt die Abschaltung,
da nunmehr der Steuerimpuls über den freigegebenen elektronischen Schalter 22 weitergeleitet
wird.