DE1574530B1 - Neigungsauswaegevorrichtung - Google Patents

Description

• In Fig. 1 ist zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems eine bekannte Einhebel-Neigungswaage dargestellt. Ein Neigungshebel 4 mit den beiden Hebelarmen 4a und 4b ist mittels einer Hauptschneide 5 in einer an einem (nicht dargestellten) Waagengestell fest angeordneten Pfanne 6 schwenkbar gelagert. Am Hebelarm 4 b des Neigungshebels 4 ist eine gleichzeitig als Zeiger 8 wirkende Verlängerung angebracht, die ein Neigungsgewicht4c trägt. Der Zeiger 8 spielt über zwei Skalen 7 und 9, von denen die Skale 7 kreisbogenförmig mit einem Mittelpunkt in der Hauptschneide 5 ausgebildet ist und die Skale 9 eine geradlinige Sehne zur kreisbogenförmigen Skale7 darstellt. Am Hebelarm4a, dem Lastarm des Neigungshebels 4, ist mittels eines Lasteingangslagers, nämlich einer Schneide 3, einer Pfanne 3 a und eines Gehänges2, eine Lastl angehängt, so daß die von der Last 1 herrührende Wägekraft unmittelbar in das Lasteingangslager des Neigungshebels 4 eingeleitet ist.
• Während des Wägevorganges bewegt sich das Lasteingangslager auf einem Kreisbogen. Dadurch wird zwar der an der Schneide 3 hängenden Last 1 (neben einer lotrechten) auch eine horizontale Bewegungskomponente erteilt. Da jedoch die Last 1 frei hängt, wird die Wägekraft immer nur lotrecht in die Schneide 3 eingeführt.
• Es läßt sich ferner zeigen, daß bei der einfachen Einhebel-Neigungswaage nach Fig. 1 die Teilstriche der geradlinigen Skale9 äquidistänt liegen und die Teilstriche der bogenförmigen Skale 7 durch einfache Projektion von der Kante der Hauptschneide 5 aus aus den Teilstrichen der Skale9 gewonnen werden können. Beide Skalen 7 und 9 stellen also berechenbare oder geometrisch konstruierbare Skalen dar.
• Bei der in Fig. 2 schematisch dargestellten Mehrhebel-Neigungswaage sind sämtliche Lager- und Gelenkstellen nur schematisch angedeutet. In der Regel handelt es sich auch bei diesen Stellen um Schneiden-Pfannen-Lager, wie sie beispielsweise in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 5, 6 oder 3, 3 a bezeichnet sind.
• (Ebenso schematisch sind im übrigen auch in den Fig. 3 und 4 die Lager der Neigungshebel und die Wägehebel angegeben.) In F i g. 2 hängt die zu wägende Last 20 an einem Schneiderlager 21 eines Zwischenhebels 22. Der Zwischenhebel 22 ist mittels eines Schneidenlagers 23 am Waagengestell gelagert. Ein am freien Ende des Zwischenhebels 22 befestigtes Schneidenlager 24 hält ein Gehänge 25, das seinerseits am Lasteingangslager 26 eines Neigungshebels 27 angreift. Der Neigungshebel 27 besteht aus den beiden Hebelarmen27a (Lastarm) und 27 b. Wie bei der Einhebel-Neigungswaage der F i g. 1 ist der Neigungshebel 27 an einem Schneidenlager 28 schwenkbar gelagert und trägt an seinem Hebelarm27b ein Neigungsgewicht27c und einen Zeiger 29, der über Skalen 27 d und 27 e spielt.
• Infolge der durch die Wägekraftüber- bzw. -untersetzung unterschiedlichen Abstände des Lasteingangslagers 26 zum Schneidenlager 28 am Neigungshebel 27 und der Schneidenlager 23, 24 am Zwischenhebel 22 vollführen der Neigungshebel 27 und der Zwischenhebel 22 unterschiedliche Winkelausschläge und das Schneidenlager 24 sowie das Lasteingangslager 26 bewegen sich auf unterschiedlich langen Kreisbögen.
• Daraus resultiert, daß das Gehänge25 neben einer reinen Translationsbewegung noch eine Schwenkbewegung ausführt und die Wägekraft nicht immer lotrecht am Lasteingangslager 26 in den Neigungshebel 27 einführt, wie dies bei der frei hängenden Last 1 in F i g. 1 der Fall war. Auf Grund der Tatsache, daß bei der Waage nach F i g. 2 die Wägekraft nicht mehr unmittelbar und lotrecht in den Neigungshebel 27, sondern unter Zwischenschaltung des Zwischenhebels 22 (von denen bei anderen Mehrhebel-Neigungswaagen auch mehrere vorhanden sein können) eingeführt wird, ist es aber nicht möglich, die Skalen 27d und 27 e mathematisch genau vorzuberechnen oder geometrisch zu konstruieren, sobald die an die Wägegenauigkeit zu stellenden Anforderungen einen vorbestimmten Wert übersteigen.
• Eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Behebung dieses Mangels, bei der also die Wägekraft stets lotrecht in den Neigungshebel eingeleitet wird und somit die Verwendung einer auf mathematischem Wege gewonnenen Skale möglich ist, ist in den Fig.3 und 4 dargestellt. An dem durch das Schneidenlager 23 am Waagengestell gelagerten Zwischenhebel 22 greift mittels des Schneidenlagers 21 die Last 20 an. Am freien Ende des Zwischenhebels 22 ist ein Schneidenlager 24 angeordnet, dessen Schneide mit ihrer Kante in einer Pfanne 30 eines Druckstückes 31 liegt. Das untere Ende 32 des Druckstückes 31 weist eine kreiszylindrische Abwälzfläche auf und ruht mit dieser Fläche auf einer Krafteinleitungsplatte 33. Die Achse der kreiszylindrischen Abwälzfläche am Ende 32 des Druckstückes 31 fällt mit der Schneidenkante des Schneidenlagers~24 zusammen. Der Radius 37 der Abwälzfläche ist also gleich der Länge des Druckstückes 31. Die Abwälzfläche vermittelt dem Druckstück 31 die indifferente Eigenschaft eines Rades, das auf der horizontalen Fläche der Krafteinleitungsplatte 33 abgerollt wird und dessen Drehachse in der Schneidenkante des Schneidenlagers 24 liegt.
• Ein von der Krafteinleitungsplatte 33 rechtwinklig nach unten gerichteter, an seinem unteren Ende pfannenförmig gestalteter Arm 36 verbindet die Krafteinleitungsplatte 33 mit dem Lasteingangslager 26 des Neigungshebels 27. Der Neigungshebel 27 ist mit dem Zeiger 29 verbunden, der über die Skalen und 27 e spielt.
• Die Krafteinleitungsplatte 33 steht weiterhin über ein starr mit ihr verbundenes Verlängerungsstück 34 mit einem an sich bekannten, am Waagengestell befestigten Parallelogrammlenker 35 gleicher Länge wie der Lastarm 27a des Neigungshebels 27 in Verbindung. Dadurch wird erreicht, daß die Krafteinleitungsplatte 33 in allen Stellungen des Neigungshebels 27 stets genau horizontal verbleibt, weil sie durch das aus dem Lastarm, dem Verlängerungsstück 34 und dem Parallelogrammlenker 35 gebildete Parallelogrammgestänge geführt ist.
• Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 wirkt trotz der unterschiedlichen Horizontalbewegungskomponenten des Schneidenlagers 24 und des Lasteingangslagers26 während des Wägevorganges die Wägekraft stets nur senkrecht auf die horizontal geführte Krafteinleitungsplatte 33 und damit lotrecht auf das Lasteingangslager 26 ein, und zwar deswegen, weil das Druckstück 31 während des Verschwenkens des Zwischenhebels 22 und des Neigungshebels 27 im Verlauf des Wägevorganges auf der Krafteinleitungsplatte 33 abrollen kann.
• Die Abrollbewegung des Druckstückes 31 bedingt zwar einen sich ändernden Last angriffspunkt auf der Krafteinleitungsplatte 33, so daß die Wirkungslinie der Wägekraft zunächst auch neben das Lasteingangslager26 zu liegen kommt. Das dadurch entstehende Moment wird aber in an sich bekannter Weise durch ein Kräftepaar aufgenommen, das in Richtung des Parallelogrammlenkers 35 und der dazu parallelen Verbindungslinie des am Neigungshebel 27 angeordneten Lasteneingangslager 26 und des Schneidenlagers 28 wirkt. Dabei entsteht keine Rest-Vertikalkomponente, durch die das Wägeergebnis beeinflußt werden kann.
• Das Druckstück 31 ist so auf der Krafteinleitungsplatte 33 gehalten, daß es seine Abrollfunktion aus üben kann, aber gegen ein unbeabsichtigtes Verrücken gesichert ist. Dies kann z. B. mittels einer Führung auf einer Schiene erfolgen.
• In F i g. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Neigungsauswägevorrichtung dargestellt. An Stelle des Druckstückes 31 sind zwei Stelzen 40 vorgesehen.
• Die beiden Enden jeder Stelle 40 sind kugelförmig gewölbt, wobei der Durchmesser der betreffenden Kugel gleich der Länge einer Stelze ist. Während die unteren kugeligen Enden der Stelzen 40 auf der Krafteinleitungsplatte 33 abgestützt sind, tragen die Stelzen mit ihren oberen kugeligen Enden eine plane Kopfplatte 41. Auf der Kopfplatte ist eine Pfanne 42 befestigt, in die die Schneide des Zwischenhebels22 eingreift. Die beiden Stelzen 40 sind an der Kopfplatte 41 und an der Krafteinleitungsplatte33 in an sich bekannter Weise gegen seitliches Verrutschen gesichert, jedoch in ihrer Abwälzbeweglichkeit ungehemmt. Die Stelzen 40 wirken ebenso indifferent wie das Druckstück 31 und lassen nur lotrechte Kräfte auf das Lasteingangslager 26 des Neigungshebels 27 einwirken.
• Eine gleichwertige Lösung wie in F i g. 3 wäre auch gegeben, wenn die Krafteinleitungsplatte 33 statt mit dem Lasteingangslager 26 des Neigungshebels 27 mit dem Schneidenlager 24 des Zwischenhebels 22 zusammenarbeiten würde. Dabei muß jedoch beachtet werden, daß das Druckstück 31 entsprechend umgekehrt eingesetzt wird.
• Wie bereits mehrfach erwähnt, besteht der wesentliche Vorteil der Waage nach der Erfindung, bei der die Wägekraft stets lotrecht in den Neigungshebel eingeleitet wird, darin, daß eine mathematisch oder geometrisch konstruierbare Skale verwendet werden kann, die sehr genau, z. B. mit zehntausend Teilstrichen im Skalenbereich, herstellbar ist und unabhängig von der Anzahl der dem Neigungshebel vorgeschalteten Zwischenhebel oder Schrägzüge eine genaue Anzeige in Abhängigkeit von der zu wägenden Last ermöglicht. Damit ist insbesondere auch eine Möglichkeit geschaffen, einen Neigungshebel mit der lotrechten Wägekrafteinführung nach der Erfindung und der zugeordneten, mathematisch gewonnenen Skale als eine Art »Meßkopf« mit beliebigen Wägehebelsystemen zu verbinden, um so die verschiedenartigsten Wägebereiche zu überdecken.
• Für die Gegenstände der Unteransprüche wird Schutz lediglich im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch begehrt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Neigungsauswägevorrichtung mit einem zweiarmigen Neigungshebel, dessen Lastarm über einen mittels eines Lasteingangslagers angreifenden Zwischenhebel von einer zu wägenden Last beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichn e t, daß zwischen dem Zwischenhebel (22) und dem Lasteingangslager (26) ein Druckstück (31) mit mindestens auf einer Seite angeordneten Abwälzflächen konstanten Radius und einer sich daran anschließenden, horizontal geführten Krafteingangsleitungsplatte (33) angeordnet ist.
2. 2. Neigungsauswägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (31) an seinem oberen Ende eine Pfanne (30) und an seinem unteren Ende (32) eine kreiszylindrische Abwälzfläche aufweist.
3. 3. Neigungsauswägevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Abwälzfläche gleich der Länge des Druckstückes (31) ist.
4. 4. Neigungsauswägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckstück zwei Stelzen (40) angeordnet sind, deren Oberteile über eine plane Kopfplatte (41) mit einer Pfanne (42) in eine Endschneide (24) des Zwischenhebels (22) eingreifen.
5. 5. Neigungsauswägevorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einem den Lastarm des Neigungshebels zu einem Parallelogrammgestänge ergänzenden Lenker, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitungsplatte (33) durch das Parallelogrammgestänge (27a, 34, 35) horizontal geführt ist.

   Die Erfindung betrifft eine Neigungsauswägevorrichtung mit einem zweiarmigen Neigungshebel, dessen Lastarm über einen mittels eines Lasteingangslagers angreifenden Zwischenhebel von einer zu wägenden Last beaufschlagbar ist.

   Um die Genauigkeit von Mehrhebel-Auswägevorrichtungen zu steigern, ist es unter anderem erforderlich, den Anzeigebereich der Wägeskale entsprechend fein, z. B. in zehntausend Teile, zu unterteilen. Derart fein unterteilte Skalen lassen sich praktisch aber nur herstellen, wenn die Anordnung der Teilstriche mathematisch berechenbar oder geometrisch konstruierbar ist. Andererseits ist es bei Mehrhebel-Neigungswaagen auf Grund der verwendeten Wägehebel und Schrägzüge unvermeidlich, daß der über die Skale spielende, mit einem Neigungspendel oder -hebel verbundene Zeiger in Abhängigkeit von aufgebrachten Lasten in nicht genau voraussehbarer Weise Ausschläge ausführt, die den Teilstrichabständen der Skale nicht entsprechen, so daß die Genauigkeit solcher Mehrhebel-Neigungswaagen bisher über einen bestimmten Wert hinaus nicht gesteigert werden konnte. Der tiefere Grund dafür, daß die Zeigerausschläge nicht mehr mit den vorausberechneten Teilstrichabständen der Skale übereinstimmen, liegt dabei darin, daß wegen der dem Neigungshebel vorgeschalteten Hebel die Wägekraft nicht lotrecht in das Lasteingangslager des Neigungshebels eingeleitet wird.

   Es besteht natürlich die Möglichkeit, für einen bestimmten Typ einer Mehrhebel-Neigungsauswägevorrichtung oder für jede einzelnen Vorrichtung eines bestimmten Typs eine besondere Skale empirisch anzufertigen oder einzueichen, die für die betreffende Vorrichtung hochgenau sein kann. Die Teilabstrichabstände einer derart durch empirische Eichung gewonnene Skale stimmen aber dann nicht mehr, wenn zum Zwecke der Anderung des Wägebereiches das vor dem Neigungspendel der Waage angeordnete Hebelsystem geändert wird. In diesem Falle ist es erforderlich, eine neue Skale zu eichen, was selbstverständlich in der Waagenfabrikation höchst unerwünscht ist.

   Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für Mehrhebel-Neigungsauswägevorrichtungen anzugeben, mit deren Hilfe die Wägekraft so in den Neigungshebel der Vorrichtung eingeleitet werden kann, daß der Neigungshebel und der mit ihm verbundene Zeiger in Abhängigkeit von der wirkenden Belastung stets genau vorherbestimmbare Ausschläge ausführen, die genau der Teilung einer geometrisch konstruierbaren Skale entsprechen.

   Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zwischen dem Zwischenhebel und dem Lasteingangslager ein Druckstück mit mindestens auf einer Seite angeordneten Abwälzflächen konstanten Radius und einer sich daran anschließenden, horizontal geführten Krafteinleitungsplatte angeordnet ist.

   Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die Wägekraft stets lotrecht in das Lasteingangslager des Neigungshebels eingeleitet wird, was letzten Endes die erwünschte geometrische Konstruktion einer Wägeskale gestattet.

   Es ist im Waagenbau bereits bekannt, Körper mit Abwälzflächen konstanten Radius zu verwenden (deutsche Patentschrift 895 065). Diese Abwälzkörper dienen jedoch nicht dem von der Erfindung verfolgten Ziel, nämlich eine Wägekraft lotrecht in den Lastarm eines Neigungshebels einzuleiten.

   Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist in bekannter Weise (deutsche Patentschrift 377110) der Lastarm des Neigungshebels durch einen Lenker zu einem Parallelogrammgestänge ergänzt, und dieses Parallelogrammgestänge wird in Ausgestaltung der Erfindung dazu benutzt, die Krafteinleitungsplatte horizontal zu führen.

   Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es stellt dar F i g. 1 das Prinzip einer bekannten Einhebel-Neigungswaage, F i g. 2 ein Schema einer bekannten Mehrhebel-Neigungswaage, F i g. 3 ein Schema einer Mehrhebel-Neigungswaage nach der Erfindung in einer ersten Wägestellung, F i g. 4 die Waage aus F i g. 3 in einer zweiten Wägestellung und Fig. 5 eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Waage nach der Erfindung.