Lastausgleichsmechanismus für Waagen.
Die Erfindung bezieht sich auf Lastausgleichsmechanismen, wie sie bei automatisehen Waagen Verwendung finden.
Die Erfindung besteht in einem Last aus gleichsmechanismus für Waagen mit wenigstens einem Pendel mit einer geraden Bahn, welcher entlang ein Gewicht des Pendels zwecks Änderung der Pendelleistung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskraftarm des Pendels in der Länge sich dann verändert, wenn sieh das Pendel um seine Achse dreht und, wenn die genannte Bahn vertikal steht, wenigstens annähernd eine masimale Länge aufweist.
Lastausgleichsmechanismen gemäss der Erfindung, von denen in der beiliegenden Zeichnung Beispiele dargestellt sind, können bei entspreeilender Ausbildung die erwünschte Eigenschaft haben, dass die Vollasteinstellung vorgenommen werden kann, ohne die Anfangszugkraft die Neueinstellung - zu beeinflussen und ohne bei Halblast einen Fehl er aufzuweisen.
Der verbesserte Lastausgleiehsmeehanis- mus kann auch die Bedingung erfüllen, dass er eine beträchtliche Ansgleiehskraft erzeugt, wenn er sich in der unbelasteten oder Nullstellung befindet. Diese ausgleichskraft kann dann zum Tragen des wirklichen Gewichtes des Hebelsystems und der Waagschale verwendet werden.
Die Lastausgleichsmechaniümen der vorliegenden Erfindung sind das Resultat der Ent deckung, dass für irgendein Waagpendel ein Ort oder eine Linie besteht, entlang welcher der Schwerpunkt der Pendelvorrichtung eingestellt werden kann, und eine solche Einstellung verändert bei entsprechender Ausbildung des Mechanismus das Lastausgleiehsvermögen der ersten und zweiten Hälfte des Wiegeberei- ches um gleiehe Beträge.
Es ist nicht nötig, dass ein solcher Ort vertikal steht, wenn das Pendel auf Null steht; eine solche Bedingung ist jedoch erwünscht, wenn eine Anfangskraft - die vom Pendel in der Nullstellung aus balancierte Kraft - durch eine Verstellung des Schwerpunktes entlang diesem Ort nicht verändert werden soll. Am Pendel können eine aus einer Gewindestange bestehende Bahn und Führungssehienen oder äquivalente mechanische Gebilde vorhanden sein, um ein Einstellgewicht zu halten, und die Bahn kann entweder entlang oder parallel zum genannten geometrischen Ort angeordnet sein. Der Ort oder die Linie, welcher entlang der Schwer- punkt verschoben wird, kann - oder kann auch nicht durch die Drehachse des Pendels verlaufen.
Die Linie, in welcher Lastkräfte am Pendel wirken, braucht nicht vertikal zu sein.
Wenn die Wirkungslinie vertikal ist, liegt der Kraftarm horizontal, und er ist am grössten, wenn die Bahn vertikal steht, das heisst der Kraftarm hat hierbei in einer Richtung, die reehtwinklig zur Bahn steht, seine grösste Länge.
Diese Überlegungen betreffen gleicher weise sogenannte Pendel mit festem Mittelpunkt als auch schwebende Pendel. Ein Pendel mit festem Mittelpunkt ist ein solches, das an seinem Drehpunkt festgehalten wird.
Ein schwebendes Pendel ist eines, das durch schwebende Glieder gehalten wird, die sich um zylindrische Flächen biegen, die in bezug zum Drehpunkt des Pendels konzentrisch sind.
Beim Pendel mit festem Drehpunkt läuft der geometrische Ort durch die Rotationsachse, wenn nicht ein zusätzlicher Mechanismus verwendet wird, um dem Pendel ein Anfangsmoment zu erteilen. Daher kann ein gewöhnliches Pendel mit festem Mittelpunkt nicht mit einem bei Null vertikal stehenden geometrischen Ort verwendet werden, da ein sol ches Pendel keine Anfangszugkraft erfordern würde.
In den Figuren der beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Lastausgleichsmechanismus gemäss der vorliegenden Erfindung.
Fig. II ist ein Horizontalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. I.
Fig. III ist eine Teilansicht von hinten und in grösserem Massstab des in Fig. I gezeigten Lastausgleichsmechanismus.
Fig. IV ist eine Seitenansicht des Einstellgewichtes, das am in Fig. III gezeigten Pendel montiert ist, teilweise im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen.
Fig. V ist eine Teil-Rückansicht eines Waagpendels gemäss einer Variante der Erfindung.
Fig. VI ist ein Grundriss des Einstellgewichtes zusammen mit einem Teil des Pendels, gesehen gemäss der Linie VI-VI in Fig. V.
Fig. VII ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt und mit weggebrochenen Teilen, einer Waage mit zylindrischer Skala und mit einem Lastausgleichsmechanismus gemäss der Erfindung.
Fig. VIII ist eine Rückansicht eines Teils der in Fig. VII gezeigten Waage.
Fig. IX ist ein Grundriss entsprechend der Linie IX-IX in Fig. VIII.
Fig. X ist eine in grösserem Massstab gehaltene Teilansicht des Lastausgleichsmeeha- nismus mit teils weggebrochenen, teils im Schnitt gezeigten Teilen, um die Einzelheiten der Konstruktion zu zeigen.
Fig. XI zeigt ein Detail, gesehen nach der Linie XI-XI in Fig. X.
Fig. XII ist ein horizontaler Teilsehnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. VIII.
Fig. XIII ist ein horizontaler Teilschnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. VIII.
Fig. XIV ist ein Querschnitt entlang der striehpunktierten Linie XIV-XIV in Fig. X.
Fig. XV ist ein Horizontalsehnitt entlang der Linie XV-XV in Fig. X.
Fig. XVI ist eine Vorderansieht mit weg- gebrochenen Teilen, welche einen Lastaus gleichsmechanismus gemäss der Erfindung in eine Waage mit sdieibenförmigem Zifferblatt eingebaut zeigt.
Fig. XVII ist ein in grösserem Massstab gehaltener Aufriss des in Fig. XVI gezeigten Lastausgleichsmechanismus.
Fig. XVIII ist ein Grundriss mit im Schnitt gezeigten Teilen des in Fig. XVII dargestellten Lastausgleichsmechanismus.
Fig. XIX ist ein Teilgrundriss des aufgehängten Rahmens.
Fig. XX ist eine Vorderansicht mit weg- gebrochenen Teilen einer Projektionswaage mit einem Lastausglcichsmechanismiis gemäss der Erfindung.
Fig. XXI ist ein Horizontalsehnitt entlang der Linie XXI-XXI in Fig. XX.
Fig. XXII ist ein Aufriss in grösserem Massstab des in Fig. XX gezeigten Last aus gleiehsmeehanismus.
Fig. XXIII ist ein Grundriss des in den Fig. XX und XXII dargestellten Mechanis- anis.
Fig. XXIV ist ein Teil-Grundriss des Drehpunktsupports des in Fig. XXII dargestellten Pendels.
Fig. XXV zeigt ein Detail mit einer Feder. die zur Erzeugung eines Anfangsmomentes im Pendelmechanismus verwendet wird.
Fig. XXVI ist eine perspektivische Ansieht einer Befestigungsvorrichtung für die in Fig. XXV gezeigte Feder.
Fig. XXVII und XXVIII sind Diagramme, welche die Charakteristiken von Pendeln und die Wirkung gewisser Einstellungen zeigen.
Der Belastungsausbalaneier-und Anzeigemechanismus nach Fig. 1 ist in einem im wesentlichen kreisförmigen Gehäuse 1 mit einem Zifferblatt 2 montiert, auf welch letzterem geeignete, aus Zahlen 3 bestehende Markierungen des Gewichtes angebracht sind. Ein von der Belastung beeinflusster Zeiger 4 läuft über das Zifferblatt 2, wo er zusammen mit den Ziffern 3 die Grösse der Belastung anzeigt.
Eine Sektorführung 5 und ein Rahmenwerk, das vier vertikale, in den Ecken eines Rechteckes angeordnete massive Teile besitzt, sind im Gehäuse 1 montiert. Der Zeiger 4 wird von einer Welle getragen, welche in Lagern in zentralen Querstangen der Sektorführung 5 und des Rahmenwerkes läuft.
Ein Paar Pendel 6 und 7, von denen jedes Abwälzsektoren 8 besitzt, sind seitlich an der Sektorführung 5 mittels Bändern 9 befestigt, deren obere Enden an der Sektorführung 5 und deren untere Enden am nntersten Teil der Sektoren 8 befestigt sind. Der Lösepunkt der Bänder 9 von den Sektoren 8 bildet das momentane Drehzentrum, um das sich das Pendel dreht.
Die Kräfte von der zu wägenden Last werden über ein Joch 10, das am obern Ende einer Stahlstange 11 angebracht ist, auf ein Paar Zugbänder 12 übertragen, deren obere Enden am obern Ende der Antriebsektoren 13 der Pendel 6 und 7 befestigt sind und auf der Peripherie dieser Sektoren liegen. Die Sek toren 13 haben einen grösseren Radius als die Sektoren 8, und sie erstrecken sich zwischen den Seitenteilen der Sektorführung 5. Wenn eine Last hinzugefügt wird, sind die Pendel bestrebt, nach aussen zu schwingen und den Sektorführungen 5 entlang zu rollen. Die Bewegung des Pendels ist daher eine Kombination von Translation und Drehung; sie kann in eine Rotation um eine durch die Zentren der Abwälzsektoren laufende Achse und eine Aufwärtstranslation dieser Achsen aufgelöst werden.
Diese Translation des Pendels wird zum Messen der Grösse der Last verwendet.
Ein Paar Kompensationsstangen 14 und 15 werden von Schrauben 16 und 17 gehalten, welche in Arme zweier, Joche 18 geschraubt sind und deren konische Spitzen in den Kugellagern 19 sitzen, welche in den vorgenannten scheinbaren Drehachsen der Pendel 6 und 7 an diesen montiert sind. In der MÜte zwischen ihren Enden tragen die Kompensationsstangen 14, 15 eine drehbar mit diesen verbundene Querstange 20, an welcher Querstange eine Zahnstange 21 federnd nachgiebig befestigt ist. Die Zahnstange 21 kämmt mit einem Ritzel an der Zeigerwelle und dient dazu, den Zeiger 4 über einen zur Aufwärtstranskation der scheinbaren Drehachsen der Pendel 6 und 7 proportionalen Winkel zu drehen.
Da die Zahnstange in der Mitte der Kom- pensationsstangen 14 und 15 befestigt ist, ist ihre Bewegung gleich dem Mittelwert der Äufwirtstranslation der Pendel. Die Pendel drehen sich in entgegengesetzten Riehtun- gen, so dass eine ungleiche Belastung der Waage, welche das eine Pendel veranlasst, seine Zugkraft zu vergrössern und welche eine ebensolche Verringerung der Zugkraft am andern Pendel veranlasst, bewirkt, dass die totale Kraft, die Stellung der Zahnstange und die Anzeige unverändert bleiben.
Die Pendel 6 und 7 besitzen je ein im all gemeinden flaches Gussstück, das einen dünnen Steg 22 (Fig. II und III) besitzt sowie Ver stärkungsrippen 23 an der Peripherie und eine Querrippe 24. Das Gussstüek hat sich seitwärts erstreckende Ansätze 25 und 26 ent 1 ani seiner scheinbaren Drehachse, um einen Halt für die Lager 19 zu schaffen, welche die Kompensationsstangen 14 und 15 führen. Die Abwälzsektoren 8 sind als sich seitlich erstreckende, zylindrische, wandähnliche Teile ausgeführt, die zur scheinbaren Drehachse des Pendels konzentrisch sind.
Der Antriebssektor 13 wird durch eine gebogene Rippe am obern Ende des Pendelgussstüekes gebildet. Die Flächen der Sektoren, auf denen die Bänder 9 und 12 liegen, verlaufen nach Kreisbögen, und die Abwälzsektoren sind konzentrisch mit den Lagern 19, während die Antriebssektoren 13 konzentriseh zum Punkt 27 sind, das heisst von der scheinbaren Drehachse des Pendels versetzt, weshalb die Antriebssektoren 13 zur Drehachse durch die Lager 19 exzentrisch. sind.
Jedes Gussstück besitzt eine gerade Bahn 28 an einem seiner Ränder, welche Bahn ein Paar paralleler Schienen zur Führung einer Gewichtsgruppe darstellt. Die Bahn 28 ist mit einer Ausnehmung ähnlich einem T-Sehlitz versehen, mit der Ausnahme, dass der Grund des Schlitzes zylindrisch anstatt recht- winklig ist wie bei einem gewöhnlichen T-Schlitz. Jede Gewichtsgruppe 29 besitzt ein Gewicht 30, dessen eine Seite bearbeitet ist und Vorsprünge 31 aufweist, welche eine Rinne zur Aufnahme der Bahn 28 bilden.
Das Gewicht 30, das aus Blei oder einem andern schweren Metall gegossen ist, wird von nvei Bolzen 32 festgehalten, welche sich durch je eine Spule 33 erstrecken und in den Schlitz in der Bahn 28 und dabei in einen zylindrisehen Bolzen 34 eingeschraubt sind, der auf dem zylindrischen Boden des T-Schlitzes gleitet. Auf diese Weise umfassen die die Bahn 28 bildenden parallelen Schienen teilweise das Glied, an welchem das Gewicht 30 befestigt ist.
Die Spulen 33 sind am Gewicht 30 angegossen, so dass die Bolzen 32 angezogen werden könneu, ohne das Gewicht zu deformieren.
Ein Arm eines L-förmigen Halters 35 ist mittels der Köpfe der Bolzen 32 am Gewicht 29 befestigt, während sieh der andere Arm nach aussen parallel zur Pendelebene erstreckt und eine zweite gerade Bahn bildet, welche unter einem von 900 abweichenden Winkel zur geraden Bahn 28 steht. Eine Gewichtsgruppe 36 ist an diesem letzterwähnten Arm des Halters 35 montiert. Diese Gruppe 36 ist, wie gezeigt, ein zusammengesetztes Gebilde und besitzt einen U-förmigen Halter 37, dessen Schenkel ausgenommen sind, damit sie über den Halter 35 gleiten können. Ein verschiebbares Gewicht 38, eine Federklammer 39 und eine Mutter 40 sind im U-förmigen Halter 37 montiert und mittels einer Stellschraube 41 aneinander und am Halter 35 befestigt.
Diese Gewichtsgruppe 36 ist im Grundriss in Fig. II und in der Sei tenansiebt in Fig. lV sichtbar. Die Verhil- nisse sind so, dass, wena ctie Stellschraube 41 gelöst wird, die Teile der Gewichtsgruppe 36 durch Reibung von der Federklammer 39 festgehalten werden, so dass das Gewicht 38 einer zur Bahn 28 parallelen Bahn entlang versehen ben werden kann, oder es kann auch die ganze Gruppe 36 der vom Halter 35 gebildeten zweiten Bahn entlang verschoben werden.
Die vollen Linien in Fig. III zeigen das Pendel 7 in der Stellung, welche es einnimmt, wenn der Zeiger auf Null steht; das heisst wenn sich keine Last auf der Waage befindet. in dieser Lage stellt die Bahn 28 vertikal, und die Linie, welche die Zentren der Abwälz- und Antriebssektoren 8 und 13 enthält, liegt horizontal.
Deshalb steht der maximale Antriebskraft- arm, der in der Verlängerung der vorgenann- ten Zentrnmlinie liegt, rechtwinklig zur Bahn 28. In dieser Stellung ist ein hierbei horizontaler Vorsprung 42, der aus einem Stück mit dem Pendelgussstück besteht, eben von den Puffern 43 frei, welche von einem Halter 44 vorstehen, welcher an der Sektorführung 5 montiert ist, und ein Blockierhaken 45 hat sein Ende unmittelbar hunter einer öffnung 46 einer Blockierstange 47. Die Blockierstange 47 ist in der Sektorführung 5 vertikal beweglich montiert, und sie wird hinuntergezogen, wenn der Hebelmechanismus der Waage blockiert werden soll.
Das Gussstüek für das in Fig. III darge- stellte Pendel ist aus Aluminium hergestellt. und das Gewicht ist derart verteilt, dass der Schwerpunkt des Pendelgussstückes und der Gewichtsgruppe 29 irgendwo auf der Bahn 28 liegt.
Die Lage der Bahn 28 ist gemäss der Geometrie der Sektoren festgelegt und ebenso der Winkel, unter welchen das Zugband 12 am Antriebssektor 13 zieht, so dass die lineare Beziehung zwischen dem Zug an der Stahljocb- stange 11 und der Drehung des Pendels für eine beliebige Verschiebung der Gewichtes gruppe 29 entlang der Bahn 28 beibehalten wird.
Das Gewichtsaggregat 36 und der als Gewicht 38 bezeichnete Teil gestatten, kleinere Korrekturen der Linearität der Belattung vorzunehmen, nachdem die Gewichtes gruppe 29 an der Bahn 28 festgeklemmt wor- den ist.
Dieses Pendel bietet den Vorteil, dass die l. eistung des Pendels, das heisst die Differenz zwischen dem Zng bei Vollast uncl bei Null, über einen weiten Bereich verstellt werden kann, ohne die Anfangsbelastung zu verändern, indem die Gewichtsgruppe 29 der Bahn 28 entlang verschoben wird. Dies gestattet zum Beispiel die Vmänderung einer Hundertkilowaage in eine Zweihundertkilowaage durch blosses Verschieben der Gewichtsgruppen 29 entlang den Bahnen 28. Die Leistung des Pendels kann über einen nützlichen Bereich von ungefähr 3:1 verändert werden, indem die Lage der Gewichtsgruppe 29 entlang der Bahn 28 verschoben wird.
Es ist nicht notwendig, dass die Bahn 28 vertikal ist, wenn der Zeiger auf Null steht.
Die grosse Anfangszugkraft, welche von dieser vertikalen Lage herrührt, kann in vielen Fä1- len unerwünscht sein. Der Anfangszug kann, ohne die Last des Pendels zu ändern, verringert werden, indem es so gebaut wird, dass es bei kleinen Belastungen näller bei der Sektorführung schwingt. Ein Pendel für geringere Anfangszugkraft ist in Fig. V dargestellt.
Diese Figur entspricht der Fig. III, und sie zeigt das Pendel, wie es von der Rückseite der Waage gesehen wird. In diesem Beispiel besitzt der als einziges Gussstück ausgeführte Pendelkörper 48 im allgemeinen zylindrische. wandähnliche Teile 49, welche Abwälzsektoren bilden, ein bogenförmiges oberes Stück 50, das den Antriebssektor bildet, sich seitlich erstrekkende Nahen 51. in deren Bereich die Zentren der Abwälz- und Antriebssektoren 49 und 50 angeordnet sind, und eine gerade Bahn 52, welcher entlang eine Gewichtsgruppe 53 eingestellt. werden kann.
Wie im vorangegangenen Beispiel ist das Pendel an den Seiten einer Sektorführung 54 aufgehängt, und zwar mittels Bändern 55, deren untere Enden an den Abwälzsektoren 49 befestigt sind. Die Kräfte der vom Pendel aus zu wägenden Last werden von einer Stahljochstange 56 auf ein Zugband 57 übertragen, das auf dem Antriebssektor 50 liegt.
Die der Bahn 28 des vorangegangenen Beispiels ähnliche Bahn 52 hat aussen bearbeitete Flächen und einen Längsschlitz, der in ein parallel zu den bearbeiteten Flächen gebohrtes Loch übergeht. Das Hauptgewicht der Ge wichtsgruppc 53 besteht aus einem Paar aus Blei gegossener Gewichte 58 an den Armen eines U-förmigen Halters 59, dessen Steg an der Bahn 52 anliegt, wobei die Gewichte 58 beidseitig dieser Bahn angeordnet sind. Der Halter 59 wird von einem Paar Bolzen festgehalten, die in Löchern im Halter stecken, durch den Schlitz in der Bahn 52 laufen und in einen zylindrischen Bolzen 60 eingeschraubt sind, welcher im gebohrten Loch sitzt.
Eine zweite gerade Bahn 61, die am U-förmigen Halter 59 angeschweisst ist, erstreekt sich parallel zur Pendelebene, in welcher sie in bezug zur ersten Bahn 52 unter einem von 90 abweigehenden Winkel angeordnet ist. Die Bahn 61 trägt eine Gewichtsgruppe 62 mit einem U-för- minen Träger 63, dessen Arme ausgenommen und mittels der Ausnehmungen über die Bahn 61 geschoben sind, wobei er zwischen seinen Schenkeln ein Gewicht 64 umfasst, sowie eine Feder 65 und eine Mutter 66, welche durch eine Steil schraube 67 festgeklemmt werden.
Diese Gruppe ist ähnlich der in Fig. III und IV gezeigten Gewichtsgruppe 36. Die Gruppe 58, 62 kann parallel zur Bahn 52, die Gewichtsgruppe 62 entlang der Bahn 61 eingestellt werden.
Die Stellung der zweiten Bahn 61 in bezug auf das Pendel ist zweckmässig derart gewählt, dass die Belastungsänderung für eine bestimmte Bewegung der Gewichtsgruppe 62 bei netto Nullast und bei Vollast dieselbe ist. Die Änderung bei Halblast ist annähernd 100/o grösser als die Änderung bei Null. Da die Ändernng in der Belastung bei Null und Volllast dieselbe ist, wird der Unterschied in der Leistung - Kapazität des Pendels - durch eine Bewegung der Gewichtsgruppe 62 nicht verändert.
Die Änderung bei Halblast ist jedoch grösser, so dass eine geradlinige Korrek tur (Korrektur zur Gewährleistung einer richtigen Halblastanzeige) vorgenommen werden kann, ohne die Leistung des Pendels zu ver ändern.
Diese Ausführung schafft somit einen Lastausgleichsmechanismus, bei welchem jedes Pendel eine zur ersten Bahn schiefstehende zweite Bahn aufweist, die ein zweites, ihr entlang bewegliches Gewicht (Gewichtsgruppe) trägt, um die Leistung des Pendels bei Halblast zu ändern.
Die zweite Bahn kann entweder ein Teil des Pendelkörpers sein oder, wie gezeigt, durch das von der ersten Bahn getragene Hauptgewicht getragen werden.
Ferner besitzt das zweite Gewicht aus Bequemlichkeitsgründen einen Teil, der entlang einer zur ersten Bahn parallelen Bahn verschiebbar ist und dank dieser Bewegung die Leistung des Pendels zu verändern gestattet.
Bei den erläuterten Lastausgleichsmecha- nismen gemäss der Erfindung ist durch blosses Verschieben eines Gewichtes (Gewichtsgruppe) entlang einer Bahn ein weiter Leistungsbereich des Pendels erzielbar. Beim in Fig. I gezeigten Gebilde verändert die Leistungsänderung die Anfangszugkraft nicht. Beim in Fig. V gezeigten Gebilde ist eine Zunahme der Leistung von einer Abnahme der Anfangszugkraft begleitet. Bei einem in Fig. V gezeigten Pendel können die Anfangskraft und die Leistung durch Vergrösserung der Masse des llauptgewichtes 58, 58 gleichzeitig vergrössert werden. Wenn die Masse vergrössert wird und das Gewicht gleichzeitig der Bahn 52 entlang nach oben verschoben wird, kann die Anfangskraft vergrössert werden, ohne die Leistung des Pendels zu vergrössern.
Gleicherweise kann die Masse des Hauptgewichtes verkleinert. und das Gewicht entlang der Bahn nach unten verschoben werden, wenn gewünscht wird, die Anfangskraft zu verringern, ohne die Leistung des Pendels zu verändern. Auf gleiche Weise kann die Leistung des Pendels vergrö ssert werden, ohne die Anfangszugkraft zu verändern, wenn die Masse des Gewichtes 58, 58 vergrössert und dasselbe entlang der Bahn 52 nach unten bewegt wird. Die Veränderung der Zugkraft und Leistung ist direkt propor tional der Änderung der totalen : Masse des Pendels, wenn dem Hauptgewicht Masse angefügt oder weggenommen wird. Die Änderungen der Leistung und Anfangskraft sind ebenso direkt proportional den Distanzen, mn welche die Gewichte den Bahnen entlang verschoben werden.
Eine Waage mit zylindrischer Skala und mit einem Lastausgleichsmechanismus gemäss der Erfindung ist in Fig. VII dargestellt. Bei dieser Waage werden die von den auf die Lastaufnahmevorriehtung 68 gestellten Belastungen herrührenden Kräfte über einen Stern 69 auf die Schneiden 70 eines Hebels 71 übertragen. Der Hebel 71 besitzt Drehzapfen 72, die in Lagern 73 laufen, welche in den vorder Ecken einer Grundplatte 74 angeordnet sind.
Am Hinterteil der Waage umfasst ein eine von der Grundplatte 74 sich nach oben erstrek- kende Säule 76 überragendes Zifferblattgehäuse 75 ein zylindrisches Zifferblatt 77, das Zeichen aufweist, welche durch eine am nach vorn gerichteten Teil 79 des kreisförmigen Gehäuses 75 angebrachte Vcrgrösserungs- linse 78 abgelesen werden können. Die genauen Ablesungspunkte für das Zifferblatt 77 werden durch Striche 80, 81 bestimmt, die als sich parallel zu den Mantellinien des Zifferblattes 77 erstreckende AnzeigemarLen dienen.
Die von der Last auf die Lastaufnahmevorrichtung 68 ausgeübten Kräfte werden über den Hebel 71 und seinen Kraftdrchpunkt 82 auf einen Bügel 83 übertragen, welcher mit dem Lastausgleichsmechanisnuis verbunden ist. Ein im Lastausgleiehsmeehanismus vorhandener Belastungsrahmen 84 wird proportional zur Last nach oben getrieben, wobei er ausbalanciert wird und über eine Zahnstange 85 und ein Ritzel 86 das Zifferblatt über eine solchen Winkel dreht, welcher den auf die Belastungsvorrichtung 68 gebrachten Belastung gen proportional ist.
Nach Fig. VIII, in welcher der Last aus gleichsmechanismus in der Nnllaststellung gezeigt ist, wirkt der Hebel 71 über seinen Kraft drehpunkt 82 und Bügel 83, um die Be lastungskräfte auf ein Paar Zugbänder 87 zu übertragen, welche auf bogenförmigen Antriebssektoren 88 eines Paares von Pendelkör peru 89 liegen. Die Pendelkörper 89 sind einander identisch. Jeder Pendelkörper besteht aus einem festen Gussstück, welches ausser dem Antriebssektor 88 einen zweiten Sektor 90 und eillc gerade Bahn 91 aufweist.
An jedem Pendelkörper 89 ist eine Schneide 892 montiert, wobei die Schneide im Zentrum des Bogens des zweiten Sektors 90 liegt. Die Schneide 92 bildet die Drehachse für das Pendel, und da diese im Zentrum des Bogens des zweiten Sektors 90 liegt, ist der zweite Sektor konzen triseii zur Drehachse. An den geraden Bahnen 91 sind Peadelgewiehte 93 angebracht.
Die Pendelkörper 89 sind also ortsfest drehbar montiert, wobei deren Schneiden 92 in Lagerns 94 ruhen, welche auf einem Teil einer Brücke 95 montiert sind, welche den Raum zwischen einem Paar Säulen 96 und 97 überbrückt, die an der Grundplatte 74 ange- bracht sind und sieh innerhalb der Säule 76 erstrecken. l)ei. Belastungsrahmen 84 stellt in diesem Beispiel eine <RTI der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Teilen des Pendelkörpers 89 klar dargestellt.
Bei der Herstellung eines der Pendelkörper 89 bestimmt die scharfe Kante der Schneide 92, welche Kante im Zentrum eines durch den Pendelkörper 89 gebohrten Loches 113 liegt, die Drehachse und kann als Bezugs punkt verwendet werden. Ein zweiter Bezugspunkt ist ein Loch 114, das im Zentrum des Bogens des Antriebssektors 88 angeordnet ist.
Die gerade Bahn 91 erstreckt sich gerade nach unten entlang einer Linie, welche ungefähr rechtwinklig zu einer Linie steht, welche durch die erwähnte Schneidenkante und das Zentrum 114 des Bogens des Antriebssektors 88 verläuft. Der Sektor 90 ist als Ende eines Armes ausgeführt, der sich in entgegengesetzter Richtung zum den Autriebssektor 88 aufweisenden Arm erstreckt. Der Winkel zwisehen der Bahn 91 und der Linie durch die Zentren des Bogens des Antriebssektors 88 und des Sektors 90 weicht ein wenig von einem rechten Winkel ab, und zwar um einen Betrag, der in Abhängigkeit zur zunehmen- den Divergenz der Zugbänder 87 steht, wenn die Pendel infolge einer Belastung der Waage schwingen.
Die genaue Winkelbeziehlmg ist derart, dass, wenn das Gewicht um ein geringes Stück entlang der Bahn 91 verschoben wird, die resultierende Änderung der Lastausgleichwirkung in der Mitte der Skala gleich dem Mittel der Änderung der Lastausgleichs- wirkung bei Null und Vollast ist. Mit andern Worten ausgedrückt kann das Gewicht 93 der Bahn 91 entlang verschoben werden, ohne in der Anzeige bei Halblast einen Feh ler einzuführen.
Wenn die Bahn 91 bei Nulllast genau vertikal steht, ist es klar, dass das Gewicht 93 der Bahn entlang verschoben werden kann, ohne bei Nullast irgendeine Ände r ung der Lastausgleichswirkung zu veranlassen, da die wirkliche horizontale Distanz zwi schen dem Schwerpunkt des Gewichtes und der Drehachse des Pendelkörpers nicht verändert wird. Wenn ferner das Pendel von dieser Stellung ausgeht, bewirkt eine Bewegung des Gewichtes entlang der Bahn 91 genau eine doppelt so grosse Veränderung in der Lastanzeige bei Vollast als bei Halblast.
Die Bahn 91 besteht aus einem Paar par alleler Schienen 115 (Fig. XIV und XV), welche durch eine Nute 116 voneinander distanziert sind, die in einem gebohrten Loch 117 endigt und in Wirkliehkeit eine Art T-Schlitz bildet. Eine im gebohrten Loch 117 angeordnete Gewindestange 118 sitzt in einer zylindrischen Mutter 119 (Fig. X), welche einen sich seitwärts erstreckenden Schaft 120 aufweist, der durch den Schlitz 116 zwisehen den Schienen 115 hindurchreicht. Das obere Ende der Gewindestange 118 ist in eine sechseckige Mutter 121 eingeschraubt, welche auf dem obern Ende der Schienen 115 liegt.
Das Gewicht 93 besteht aus einem im Querschnitt U-förmigen Blei-Gussstück 122 mit einem U-förmigen Stahleinsatz 123 zuni Gleiten auf den Schienen 115. Der nach der Seite vorspringende Schaft 120 erstreckt siel durch ein Loch im Einsatz 123 sowie durch eine Presshülse 124. Durch Anziehen einer Mutter 125 kann der Einsatz 123 fest gegen die Schienen 115 gedrückt werden. Wenn es notwendig wird, eine Verstellung des Gewidi- tes vorzunehmen, wird die Klemmutter 125 gelöst, und die Gewindestange 118 wird gedreht, um das Gewicht in seine neue Stellung zu bringen. Dann wird die Alutter 125 angezogen.
Diese Ausführung gestattet eine Verschiebung des Gewichtes in eine neue Stellung, wo es blockiert wird, ohne dass die neue Stellung gestört wird, wenn die Bloekierungs- mittel angezogen werden.
Die Behälter 98 und 99 bilden einen Teil des Belastungsrahmcns 84, und sie sind teilweise mit Blei gefüllt, wobei zusätzliche Bleistücke 126 zugefügt werden, um das Gewicht des Rahmens auf eine spezielle Grösse zu bringen. Das Gewicht des Belastungsrahmens 84 und die von der toten Last der Last aufnahmevorrichtung 68 plus dem Gewicht des Sternes 69 und Hebels 71 ausgeübte Anfangskraft sind gegeneinander ausbalanciert, um eine richtige Halbiastanzeige zu ergeben.
Bei diesem speziellen Lastausgleiehsmechanismus wurde gefunden, dass die Hinzufügung eines gegebenen Gewichtes zum Belastungsrahmen 84 und die Zufügung eines genügenden Ge wie lotes zur Lastaufnahmevorrichtung 68, um die Nullanzeige wieder herzustellen, die Waage veranlasst, bei lIa] blast ungefähr 1/16 dieses gegebenen Gewichtes weniger anzuzeigen, als der halben, bei Vollast resultierenden Änderung entspricht. Eine Verschiebung des Ge wichte 93 zur Korrektur der Vollastanzeige setzt die Halblastanzeige bei ungefähr 1/16 dieses gegebenen Gewichtes fest. Diese Bezie- hung schafft ein leichtes Verfahren zur Einstellung und Gewährleistung richtiger Anzeigen.
Während die Pendel mit bei Null vertikal stehenden Bahnen 91 gezeigt sind, ist der ge meinsam Schwerpunkt des Pendel körpers 89 und Gewichtes 93 nicht vertikal unter dem Drehpunkt bei 92, sondern etwas seitwärts gegenüber einer vertikalen Linie durch den Drehpunkt in Richtung des Sektors 90 versetzt. Die Grösse der Verschiebung ist eine Funktion des Verhältnisses zwischen den Gewichten des Belastungsrahmens 84 und der Pendelkörper 89 inklusive den Gewichten 93.
Nach Fig. VIII wird die Welle des Zifferblattes 77 in Ständern 127 getragen, die sich von den Oberteilen der Säulen 96, 97 nach oben erstrecken. Die Brücke 95 wird von den Oberteilen der Säulen 96 und 97 getragen.
Als Folge davon wird eine gute Stabilität, ein Verbindungsweg zwischen den die Pendel tragenden Lagern 94 und den Zifferblatt Wellenlagern in den Ständen 127 anfrechterhalten, so dass Zug- und Biegungbeanspru chungen, welelie in der Basis 74 oder den Ständern 9ti und 97 auftreten können, praktisch ohne Einfluss auf die Anzeige bleiben.
Die dimensionale Stabilität dieses Verbin dungsweges ist wichtig, da die Rotation des Zifferlilattes vom Unterschied der Distanz bestimmt wir (1, welche von diesem Verbindungsweg und ein ciii Übertragungsweg, welcher über dcii Pendelkörper und die Zahnstange führt, bestimmt wird. Für genaue Anzeigen muss der Unterschied der Dimensionen zwisehen diesen beiden Wegen nur durch Pendelbewegungen und nicht durch irgendwelche anderen Veränderungen der Dimensionen, welche durch von aussen einwirkende Kräfte hervorgerufen werden, beeinflusst werden.
Die Anwendung der nach unten ausgebogenen Brücke, welche von den Säulen 96, 97 getragen wird, schafft eine kürzere und kräftigere Bauart, als wenn die Lager 94 in einem Gestell gehalten würden, das vom Zentrum der Basis 74 aus aufgebaut ist.
Die Fig. XVI, XVII, XVIII und XIX zeigen einen Lastausgleichsmechanismus mit Pendeln mit festem Drehpunkt, in einer Waage mit scheibenförmigem Zifferblatt eingeschlossen. Bei diesem Beispiel sind ein Paar Pendelkörper 128, von denen jeder mit einer Schneide 129 (Fig. SVII) versehen ist, drehbar in Lagern 130 gelagert, welche in einer horizontalen Brücke 131 montiert sind, die zwischen den Ansätzen 132 sitzt, die sich vom Rand eines im wesentlichen kreisförmigen Gehäuses 133 nach innen erstrecken. Ein Zeiger 134 wirkt mit einem ringförmigen Zifferblatt 135 zusammen, das die Zeichen 136 trägt, um die auszugleichende Last anzuzeigen.
Die auszugleichenden Kräfte werden durch eine Stahlstange 137 und einen Pendelhebel 138 auf eine zweite Stahlstange 139 übertragen, welche mittels Zugbändern 140 an Antriebssektoren 141 der Pendelkörper 122 aufgehängt ist.
Ein Belastungsrahmen 142, welcher die Gewichtsaufnahmevorrichtungen 143 und 144 besitzt, ist mittels Bändern 145, 146 an Sektoren 147 aufgehängt, welche in bezug auf die Schneiden 129 konzentrisch sind. Die Rotation der Pendelkörper 128 in Alihängigkeft der Zunahme der Belastung hebt den Belastungs- rahmen um ein Stück, das genau proportional zur Lastzunahme ist. Die Proportionalität zwisehen der Aufwärtsbewegung des Belastungsrahmens 142 und der Last wird durch die Stellung der Pendelgewichte 148 auf den geraden Bahnen 149 der Pendelkörper 128 bestimmt.
Die Aufwärtsbewegung des Belastungsrahmens 142 wird über eine Zahnstange 150 und ein Ritzel 151 auf eine Zeigerwelle übertragen, um den Zeiger 134 anzutreiben. Die Zahnstange 150 ist an einem Halter 152 aufge hängt, der verstellbar im Flansch eines Querstückes des Belastungsrahmens montiert. ist.
Die Gelenkverbindung zwischen der Zahnstange 150 und dem Halter 152 ist so, dass geringe seitliche Bewegungen des Belastungsrahmens, welche infolge des Spiels zwischen den Flächen der Gewichtsaufn ahmevorrich- tungen 143 und 144 und den Sektoren 147 auftreten können, keine Rotation des Zeigers bewirken und das Gewicht der Zahnstange 150 diese veranlasst, am Ritzel 151 anzuliegen, um toten Gang zu vermeiden. Eine Rolle 153 verhindert, dass die Zahnstange ausser Eingriff vom Ritzel gerät. Die Rolle 153 berührt die Zahnstange normalerweise nicht, mit der Ausnahme bei Belastungsänderungen, wenn die Trägheit des Zeigers eine Kraft zum Trennen der Zahnstange und des Ritzels erzeugt. In Fig.
XVIII sieht man, dass die Zahnstange 150 und das Ritzel 151 gegenüber der vertikalen Mittelebene der Pendelkörper 128 seitlich versetzt sind, so dass die Zahnstange an der Seite des Antriebssektors 141 eines der Pendelkörper arbeitet und nicht mit einem Antriebssek- tor, den Zugbändern 140 oder der Stahlstange 139 in Konflikt gerät.
Geometrisch sind die Pendelkörper 128 im wesentlichen gleich ausgebildet wie die obgenannten Pendelkörper 89. Es besteht jedoch ein geringer Unterschied, da das Hebelsystem einer Waage gemäss Fig. XVI-XIX, welches zur Übertragung der Kraft von einer Lastaufnahmevorrichtung auf die Zugbänder dient, in der Regel nicht ein konstantes Kraftüber- tragungsverhältnis gewährleistet, und die Beziehung der Antriebssektoren 141 zum Rest der Pendelkörper 128 muss gegenüber jener im vorbeschriebenen Beispiel leicht verändert werden, um die Nicht-Linearität im Hebelsystem zu korrigieren. Bei der vorher erwähnten Waage mit zylindrischer Skala ist das Übersetzungsverhältnis von der Lastaufnahmevorrichtung zu den Zugbändern sehr konstant.
Der Belastlmgsrahmen ist in diesem Fall aus drei Teilen zusammengesetzt. Die Gewichtsaufnahmevorrichtungen 143 und 144 sind Stahl-Pressstücke, welche eine vertikale Aussenfläche besitzen, welcher entlang die Bänder 145 und 146 angeordnet sind und welche einen flachen Grundtell 1 54, auf welchem Gewichte 155 gelagert werden können, und einen geraden kanalförmigen Oberteil bcsit- zen, der an den Enden der Verbindungsstange des Rahmens befestigt. ist. Es sind Löcher 156 angeordnet zur Aufnahme von Schrauben 1a7, weiche die Bänder 145, 146 an den obern Enden der Sektoren 147 festklemmen.
Die Gewichte 155 sind gelocht, so dass sie auf Zapfen 158 und 159 gesteckt werden können, welche in die Teile 154 eingcnietct sind. Diese Ge wichtsaufnahmevorrichtungen sind geeigneter als die Behälter 98 und 99 des Belastungsrahmens 84 des vorangegangenen Beispiels, da die Gewichte aufgelegt oder durch blosses Erfas- sen derselben und Abheben von einem Zapfen entfernt werden können.
Dieser Lastausgleiehsnieehanismus bietet dieselben Vorteile, soweit es die Starrheit der Struktur anbetrifft, wie sie im andern Beispiel gezeigt ist. Die Waage ist jedoch der vorbeschriebenen Waage überlegen, da die Lager, welche die Zeigerwelle trauben, in der Brücke 131 montiert sind, zwischen den Lagern 130, so dass keine Möglichkeit einer Ver änderung von die Anzeige verfälsehenden Di mensionen besteht.
Bei beiden Ausführungen wird die Ab wärtsbewegung des Pendels durch Gummipuffer 160 begrenzt, welche in U-förmigen Querteilen 161 montiert sind, die sich über die Antriebssektoren der Pendelkörper 89 bzw.
128 erstrecken. Die Puffer 160 wirken mit den obern Enden der AntriebsseLtoren zusammen.
Die Brücken 95 und 131 sind mit Löchern 162 bzw. 163 versehen, welche mit Löchern in den Zentren der Antriebssektoren überein stimmen, wenn die Pendel ganz wenig unterhalb ihre Nullstellung gedreht werden. Wenii die Lastausgleichsmechanismen zum Transport bereit sind, werden durch diese Löcher Stangen eingesetzt, worauf die Pendel weit genug nach aussen gedreht werden, um die Schneiden 92 bzw. 129 von den Lagern abzuheben. Die Pendel werden in der letzteren Stellung naitbloekiert, um eine weitere Drehbewegung zn verhindern.
Der Lastausgleichsmechanismus dieser beiden letzten Beispiele besteht aus zwei Pendeln mit je einem antriebssektor - dem Sektor 88 oder 141 -, einem aus einem Stück damit gebildeten, zur Pendeldrehaehsc konzentri- sehen Sektor - dem Sektor 90 oder 147 und einer geraden Bahn, welche ungefähr rechtwinklig zu einer Linie steht, welche durch die Zentren der Bogen der Sektoren läuft, das heisst zu dem maximalen Antriebskraftarm des Pendels, und Mitteln zum Erzeugen eines Anfangsmornentes am Pendel, dem Belastungsrahmen 84 oder 142, der an den zur Pendcldrchaehsc konzentrischen Sektoren 90 oder 147 aufgehängt ist, und an diesen eine Kraft erzeugt, welche konstant bleibt,
also von der Grösse der Belastung unabhängig ist. Die Bahnen 91 und 149 sind in bezug auf die Sektoren derart orientiert, dass entlang den Bah- nen für alle Stellungen der Gewichte 93 oder 148 das Mittel der Belastungen, welches von den Pendeln in deren Null und Vollaststellung ausbalanciert wird, gleich der in der alblaststellung ausbalancierten Belastung ist. Dies hat zur Folge, dass die Bahnen wenigstens annähernd vertikal sind, wenn die Antriebskraftarme ihre masimale Länge aufweisen.
Die Lastausgleichsmechanismen werden v orzugsweise mit zwei in entgegengesetzter Richtung ausschwingenden Pendeln versehen, so dass die Lastanzeige beim Kippen des Mechanismus nicht beeinflusst wird. Jeder der in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Mechanismen enthält zwei Pendel zum Beheben des Kippfehlers. Wenn ein gutes ebenes Fundament vorhanden ist, kann der Aus gleiehsmeehanismus ein einziges gemäss der Erfindung konstruiertes Pendel besitzen.
Jedes Ende des Belastungsrahmens 84 oder 142, das einen Behälter enthält, kann als ein an einem zur Pendeldrehachse konzentrischen Sektor des Pendels aufgehängtes Gewicht betrachtet werden und eine Masse zur Korrektur der Halblastanzeige des Lastausgleiehsmeeha- nismus aufweisen.
Die zwei zuletzt beschriebenen Last aus gleichsmechanismen besitzen je ein Paar Pen del, die je um eine feste Achse rotieren und je einen zu dieser Achse konzentrisehen Sektor aufweisen, wobei auf diesem Sektorpaar flexible Glieder liegen, die einen Rahmen mit Aussenflächen tragen, die neben den zur Pendeldrehachse konzentrisehen Sektoren liegen, wobei der Rahmen mit einem Zeiger in Ver bindung steht. Die Nebeneinanderstellung der erwähnten Flächen des Belastungsrahmens in bezug auf die genannten Sektoren ist wichtig zur Korrektur eines Bestrebens des Rahmens, sieh zu verschwenken und falsche Anzeigen zu liefern.
Ein weiteres Beispiel eines Lastausgleiehs- rleehanismus gemäss der Erfindung ist in den Fig. XX bis XXVI dargestellt. In diesem Beispiel besitzt jedes Pendel einen zur Pendeldrehachse konzentrischen Sektor, auf welchem ein Band liegt, das an einem elastischen Glied zuni Erzeugen eines Anfangsmomentes am Pendel verbunden ist. Die vom elastischen Glied ausgeübte Kraft hängt von der Pendelstellung ab. Anstatt einen Zeiger oder ein Zifferblatt mittels einer Zahnstange und einem
Ritzel anzutreiben, ist eine Projektionsscheibe direkt auf einem der Pendelkörper montiert, wobei ein optisches System verwendet wird, um eine vergrösserte projizierte Anzeige zu geben.
Bei diesem Beispiel werden die ausgleigehenden Lastkräfte auf eine Stahlstange 164 übertragen, die sich durch ein Loch in einer Basis 165 nach oben erstreckt und an Zugbändern 166 und 167 aufgehängt ist, die an Pendelkörper 168 und 169 befestigt sind. Die Pendelkörper 168 und 169 sind drehbar in einer Brücke 170 montiert, welche von der Basis 165 aus durch schwere aufrechte Säulenbolzen 171 getragen wird. Die Pendelkörper 168 und 169 schwingen bei zunehmender Belastung nach aussen. Ein Projektionszifferblatt 172, das in einem Halter 173 montiert ist, der sich vom untern Ende des Pendelkörpers 169 aus erstreckt, wird durch ein optisches Projeiftions- system weitergeleitet.
Dieses besteht aus einer Lichtquelle 174, auf den entgegengesetzten Seiten der Bewegungshahn des Projektionszifferblattes montierten Kondensator- und Projektionslinsen, Spiegeln 175 und 176 und 177 sowie einem Projektionsschirm 178. Die Verwendung von Spiegeln ermöglicht die Projektion der Zifferblattmarkierungen auf den Projektionsschirm, ohne dass eine Störung von der Pendelstruktur oder ihrem Träger her eintritt. Die Projektionsscheibe 178 ist durch ein Fenster 1.79 sichtbar, das im obern Teil eines Gehäuses 180 angebracht ist, welches den Pendelmeehanismus und das Projektionssystem umgibt.
Die Pendelkörper 168 und 169 sind mit geraden Tförmigen Bahnen 181 und 182 versehen, auf denen die Pendelgewiehte 183 verstellbar montiert sind. Nach Fig. XXI besteht jedes Pendelgewicht 183 aus einem Blei-Gussstück mit einem Blecheinsatz 184. Der Einsatz 184 besitzt eine C-förmigc Klammer, welche die T-förmige Bahn 181 teilweise umgibt und mittels einer Stellschraube 185 an der Bahn befestigt ist.
Gemäss den Fig. XXII und XXIII besteht jeder Pendelkörper aus einem festen Glied mit einer Bahn 181 oder 182 und dem An triebssektor 186, der m einem gegenüber der Drehachse des Pendels versetzten Punkt 187 konzentrisch ist. Die Drehachse des Pendels wird durch Schneiden gebildet, die an einem zylindrischen Glied 188 vorhanden sind, das in einem gebohrten Loch im Pendelkörper angeordnet ist. Ein zweiter Sektor 189 ist am Pendelkörper gebildet, und er ist in bezug auf das Drehzentrum konzentrisch. Infolge der relativ geringen Grösse des Antriebssektors 186 wird das Antriebsband 166 bzw. 167 über den Sektor geführt und an einem andern Teil des Pendelkörpers befestigt.
Wie bereits angedeutet, wird das Anfangsmoment über elastische Glieder auf die Pendel übertragen. Diese Glieder sind als Federn 190 dargestellt, welche zwischen Bändern 191 und 192 befestigt sind. Diese Bänder überlagern teilweise die Sektoren 189 und sind an Gewindestangen 193 befestigt, die verstellbar in den Pendelkörpern befestigt sind.
Die Gewindestangen werden durch Schrauben 194 am Verdrehen gehindert und in Längsrichtung mittels an deren Enden autgeschrauhten Alut- tern 195 verstellt Eine Verstellung der Ge- windestangen 193 verändert die Länge der Federn 190 für eine gegebene Pendelstellun= und bildet daher eine Einstellmöglichkeit, die einer Zu- oder Wegnahme von Gewicht von dem Belastungsrahmen 84 oder 142 entspricht.
Bei diesem Gebilde ist eine genaue Einstel lung des Pendels erforderlich, da die Stellung des Pendels von dem vom Pendel getragenen Projektionszifferblatt abgelesen oder angezeigt wird, und ferner wird ein Teil der Lastausgleichskraft durch eine Ausdehnung der Federn 190 bewirkt. Es ist deshalb notwendig, dass die Drehachse des Pendels ganz genau eingestellt und in dieser Stellung gehalten wird. Die Ungewissheiti der Einstellung einer gewöhnlichen Schneide in einem gewöhnlichen V-Lager gestattet eine genügende Horizontalbewegung des Pendelkörpers 169 unabhängig von der Last, um einen wesentlichen Fehler in der Anzeige hervorzurufen.
Aus diesem
Grunde ist ein; I lager vorgesehen, das aus einem Paar Rollen 196, 197 besteht (siche auch Fig. XXIV), deren Umfangsflächen rechtwinklig zueinander in die Drehachse einian- fen. Ferner ist eine Schneidenstange 188 vorgesehen, die zwei um 900 gegeneinander versetzte Lagerschneiden besitzt, welche mit je einer Rolle zusammenwirken, um die Drehachse zu bilden.
Diese Konstruktion ist im wesentlichen dieselhe wie eine solche mit zwei Schneiden und flachen Lagern. die unter 9f)0 zueinander angeordnet sind, und da jede Rol lenfläehe in der Drehrichtung des Drehpunk- tes beweglich ist, ergibt die Konstruktion einen äusserst genau angeordneten Drehpunkt mit äusserst geringer Reibung. Die Rollen 196 und
197, welche die Lager bilden,
haben ihre Äch- sen in einer rechteckigen Ausnehmung einer Stange 198 montiert, die an der Unterseite der Brücke 170 montiert ist.
Die Pendelkörper 168 und 169 sind unter- einander identisch bis auf das Projelitions zifferblatt 1 72 iaid dessen Halter 173 und ei Ausgleichsgewicht 199, das an einem Schaft 200 in einer Stellung montiert ist, um das Gewicht des Zifferblattes 172 und dessen Hal ter 173 auszugleichen. lTni das Einstellen dieses Lastausgleidis- mechanismus zu erleichtern, wird die Stärke der elastischen Glieder oder Federn 190 auch verstellbar gemacht.
Zu diesem Zweck sind Glieder 201 angeor (lrlet, welche die Feder 190 mit den Bändern 91 und 1 92 verbinden, so dass die Anzahl der wirksamen Windungen der Feder verändert werden kann. Zu diesem Zweck besteht jedes Glied 201 aus einem zylindrischen Teil mit einem Schlitz 202, der von einer Seite her eingeschnitten ist, um das entsprechende Band aufzunehmen, und mit einer Längskeilbahii 203 zur Aufnahme des eingebogenen Endes 204 der Feder 190. Ferner ist eine Scheibe 205 mit einer Nute 206 vorgesehen.
Die Scheiben 205 sind gemäss dem Steigungswinkel der Feder geformt, und die Seiten der Nute 206 sind axial versetzt, derart, dass, wenn die Scheiben 205 auf die Glieder 201 gesetzt sind, die Feder 190 auf die Glieder geschraubt und derart angeordnet werden kann, dass das Ende der Feder in der Nute 203 sitzt und die Federwindungen an der Scheibe 205 gehalten werden. Die Schrauben 207, wel che die Scheiben 205 an den Gliedern 201 hal- ten, unterscheiden sich voneinander, indem die eine eine Schulter 208 besitzt, derart, dass diese Scheibe auch drehbar ist, selbst wenn die Schraube angezogen ist.
Bei dieser Ausführung kann die Anzahl der wirksamen Windungen der Feder 190 zwischen den Scheiben 205 verändert werden, indem die lose Scheibe 205 gedreht wird, während die Feder durch die Nuten 203 der Glieder 201 am Drehen verhindert wird.
Eine Bewegung der Gewichte 1 83 entlang der Bahnen 181 und 182 gestattet eine Einstellung der Lastausgleichsleistung des Mechanismus. Eine Veränderung der Spannung und Grösse der Federn 190 gestattet eine Einstellung der Haiblast- und Viertellastfehler. Diese letzteren Korrekturen sind nicht gegenseitig unabhängig; sie werden aber durch die Präzision bei der Herstellung zu annähernder Vollkommenheit. gebracht, so dass die erforderlichen Korrekturen gering sind und leicht ausgeführt werden können, um einen beliebigen Genauigkeitsgrad zu erreichen.
Bei diesem Beispiel besteht der Lastaus gleichsmechanismus aus zwei Pendeln mit je einem Antriebssektor 186, einem Sektor 189, der in bezug auf die Drehachse des Pendels konzentriseh ist, einer geraden Bahn, die ungefahr rechtwinklig zum maximalen Antziebs- kraftarm steht, das heisst zu der durch das Zentrum des Bogens des Antriebssektors und der Drehachse des Pendels gezogenen Linie, und mit. Mitteln zum Erzeugen eines Anfangsmomentes am Pendel, wobei die Feder 190 mit dem Sektor 189 zusammenwirkt.
Die Feder kraft wird durch die Einstellung der Endverbindungen des Bandes 191 bzw. 192 und den Ausschlag des Pendels um seine Drehachse bestimmt und übt mittels des Bandes auf den Sektor 189 wenigstens eine Kraftkomponente aus, die von den Belastungskräften unabhängig ist.
Ein ideales Pendel für einen Wägemechanismus ist ein solches, das sich für gleiche Lastzunahmen Halbiast- oder bei halbem Ausschlag des Pendels ausgeglichene Nettolast gleich der halben. bei vollem Pendelausschlag ausgeglichenen Nettolast ist, und zwar für alle Stel liegen des Gewichtes auf der Bahn. Im entsprechend ausgebildeten Lastausgleichsmechanismus gemäss der Erfindung bewirkt dann die Bewegung eines Gewichtes abwärts (oder aufwärts) entlang einer geraden Bahn, die Linie 211 in die Linie 212 (213) umzllwan- dem, ohne den Null-Durchschneidungspunkt zu verändern oder eine Bogenform in die Linie einzuführen.
Das ideale Pendel schafft zusätzlich noch einen Anfangszug zur Netto-Lastausgleichs wirkung. Wenn das Pendel ideal ist, ist die Anfangszugkomponente über den ganzen Pendelweg ideal, das heisst die Linien 209 und 211 sind genau parallel zueinander, unbekümmert um deren Abstand. In den Beispielen sind die Pendel in den Nullstellungen gezeigt, und der Anfangszug, entsprechend der Distanz zwischen den Linien 209 und 221, rührt vom Anfangsmoment her, das bei der schwebenden Peudelanordnung nach den Fig.
I bis VI vom auf den Abwälzpunkt des Sektors 8 wirkenden Total gewicht des Pendels erzeugt wird, und bei andern Anordnungen durch die Belastungsrahmen 84, 142 oder die Federn 190 und teilweise durch das Versetzen des Schwerpunktes des Pendels gegenüber einer Linie, die durch das Drehzentrum des Pendels geht und parallel zu den geraden Bahnen verläuft, wobei die Versetzung in einer Richtung von den Antriebssektoren des Pendels hinweg vorgenommen ist.
Der geometrische Ort des gemeinsamen Mittelpunktes eines Pendelkörpers und des Pendelgewichtes, wenn das Gewicht einer geraden Bahn entlangbewegt wird, ist eine zur Bahn parallele Linie. Eine Verschiebung auf dieser Linie kann eine Ortsverschiebung genannt werden. Um das Pendel einzustellen, derart, dass der Abstand zwischen den Linien 209 und 211 konstant ist, ist eine konstante Proportionalität zwischen dem Anfangsmoment und der Querverschiebung (Querversetzung) des geometrischen Ortes des Schwer- punktes des Pendels gegenüber dessen Drehachse erforderlich. Die Beziehung zwischen den Faktoren, welche die Pendelwirkung, sofern sie die Anfangszugkraft betrifft, beein bussen, ist in Fig. XXVIII dargestellt.
In die ser Figur ist die Lastausgleichswirkung bei verschiedenen Pendelstelllmgen, welche nur von einer Querverschiebung des geometrisehen Ortes des Schwerpunktes herrührt, durch eine Linie A bezeichnet, welche die Nullastordinate an einem Punkt 214, die Halblastordinate an einem Punkt 215 sowie die Vollastordinate an einem Punkt 21 schneidet. Diese Linie A ist keine gerade Linie, und die entsprechend die ser Verschiebung ausbalancierten Belastungen bei Halblast und Vollaststellung des Pendels sind geringer als die in der Nullgradstellung ausbalancierte Last.
Dies ergibt sich dadurch, dass die Ende rung des Ausgleiehsmomentes am Pendelkörper gemäss dem Produkt aus der Versetzung des Schwerpunktes gegenüber einer zur Bahn parallelen, durch die Drehachse des Pendels gehenden Linie und den Kosinus des Winkels, um den sich das Pendel gedreht hat, variiert.
Die Änderung des Ausgleiehsmomentes ist deshalb dem Kosinus des Winkels proportional. Die Belastung wirkt über einen Kraftarm aiif das Pendel, welcher durch die Exzentrizität des Antriebssektors in bezug auf die Drehachse des Pendels bestimmt wird. Während der Kraftarm in der Länge abnimmt, wenn das Pendel von Null weg rotiert, ist die Ab nahme der Länge des Kraft armes nicht so proportional wie die Abnahme des Lastaus gleiehsmomentes entsprechend dem Kosinus des Pendelanschlages. Die Anfangszugkraft. welche durch das Querversetzen des Schwer- punktes erzeugt wird, nimmt ab, wenn sie Ii das Pendel seiner Vollaststellung nähert. Die Linie A in Fig.
XXVIII zeigt diese Wirkung.
Die Anfangszugkraft, welche infolge des Belastungsrahmens 84 oder 142 auf die zur Pendeldrehachse konzentrisehen Sektoren wirkt, ist in Fig. XXVIII durch eine Linie B bezeichnet, welche die Nulhvinkelordinate am Punkt 217 schneidet und die Haiblast- und Vollastordinaten an Punkten 218 und 219, welche grössere Belastungen anzeigen als der Punkt 217.
Die jener Kraft entsprechende, ausbalancierte Last nimmt zu, wenn sich das Pendel der Vollast nähert, da der Belastungs Rahmen (oder das Gewicht des Pendels) auf einen konstanten Alomentenarm wirkt - den Radius eines zur Pendeldrehachse konzentrisehen Sektors -, während die Last auf einen abnehmenden Momentenarm wirkt - den An triebskraftarm. Man kann nun die Verhältnisse so wählen, dass die Aufwärtsneigung der Linie B die Abwärtsneigung der Linie al kom- pensiert,
so dass die Summe dieser beiden Linien - die Anfangszugkraft - über den gesamten Vägebereich konstant ist, wie es durch die gerade Linie 1 + B dargestellt ist.
Wenn das Gewicht des Belastungsrahmens 84 oder 142 verringert wird, ohne eine entsprechende Änderung am Schwerpunkt des Pendels vorzunehmen, kann die vom Belastungsrahmen ausbalancierte Last durch die Linie B, dargestellt werden, deren Ordinaten etwas weniger stark ansteigen, als die Ordinaten der Linie B sind. Dies ergibt sich, da die Proportionalität zwischen dem Gewicht des Belastungsrahmens und dem vom Rahmen ausgeglichenen Teil der Last konstant bleibt.
Die Aniangszugkraft, welche durch die Versetzung des Schwerpunktes der Pendelgruppe und den entlasteten Belastungsrahmen erzeugt wird, ist durch die Linie A + B, angedeutet, welche infolge des Vorherrschens der Linie A etwas abfällt, wenn sich das Pendel der Volllaststellung nähert. Wenn der Belastungsrah- men durch Wegnahme von Gewicht erleichtert worden ist, wird iaan finden, dass die bei llalblast ausgeglichene Kraft etwas grösser als der angezeigte Betrag ist, das heisst die Waage bleibt hei Halbiast zurück.
Wenn aber anderseits das Gewicht des Belastungsrahmens ver grösser wird, nimmt die vom Belastungsrah- men herrührende Kraft zu und die totale Anfangskraft (wie sie durch die Linie 9 + B dargestellt ist, die sich nach oben wendet, wenn sich das Pendel der Vollaststellung nähert) veranlasst die Waage, weniger Last auszugleichen - oder bei Halblast zuviel an zuzeigen.
Daher schafft die Kombination eines Belastungsramens, dessen Gewicht veränderbar ist, und eine Versetzung des geometrischen Ortes des Pendelschwerpunktes von der zum geometrischen Ort parallelen Linie weg, welche durch den Drehpunkt des Pendels verläuft, die Mittel zum Verändern der Anfangszugkraft, ohne die Tätigkeit des Pendels weiter zu behindern. Mit andern Worten, wenn ein Pendel ohne die Belastungsrahmen und ferner so gebaut ist, dass der Schwerpunkt auf einer zu den geraden Bahnen parallelliegenden Linie liegt, welche durch den Drehpunkt verläuft, so dass seine Eigenschaft durch die Linie 211 von Fig.
XXVII bestimmt ist, wird die Hinzufügung des Belastungsrahmens und die Versetzung des Schwerpunktes bzw. seines geometrischen Ortes eine zusätzliche Lastausgleichskraft erzeugen, welche über den gesamten Arbeitsbereich des Pendels wenigstens annähernd konstant ist. Da die volle vom Pendel ausgeglichene Last die Summe der beiden Wirkungen ist, besteht das Resultat davon in einem Pendel, das für irgendeine Anfangszug- kraft und Leistung gebaut werden kann, ohne dass irgendeine der übrigen guten Eigensehaf- ten eingebüsst wird.
Wenn im in den Fig. XXII und XXIII gezeigten Beispiel die Federn 190 unendlich lang wären, würde ihre Spannungsänderung inl wesentlichen gleich Null seine, und die Feder würde gleich wie der Belastungsrahmen S4 oder 142 wirken. Es ist aber unmöglich, eine unendlich lange Feder oder selbst eine relativ lange Feder in dem innerhalb des Me- chanismus, der in Fig. XX und XXII dargestellt ist, zur Verfügung stehenden Raum zu verwenden. Die Federeharakteristih hat die Wirkung, die auf das Pendel wirkende Kraft ZU vergrössern, wenn das Pendel aussehlägt.
Dies entspricht einer Verringerung des Ge wicht es des Belastungsrahmens, wenn sieh das Pendel der Nnllstell ung nähert, oder einer Gewichtszunahme, wenn sich das Pendel der Vollast nähert.
Tn Fig. XXVIII ist die durch die Feder ausgeglichene Kraft durch eine Linie C dargestellt, welche am Punkt 220 die Nullordinate schneidet, durch den Punkt 218 verläuft und die Vollastordinate beim Punkt 221 schneidet.
Die Linie G ist ähnlich, aber etwas steiler als die Linie B. Die durch die Linie C dargestellte Kraft kann in zwei Komponenten zerlegt werden, von denen die eine der Pendelstellung proportional ist und die andere wie die durch die Belastungsrahmen ausgeglichene Last variiert. Da die erste Komponellte genau der Wirkung der Peudelgewichte 93, 148 oder 183 entspricht, kann deren Wiilung zum Bestimmen der resultierenden Pendelcharakteristik vernachlässigt werden.
Die andere Wirkung, die dadurch entsteht, dass die Linie C steiler verläuft als die Linie B, erfordert, dass die Verteilung der Anfangsausgleichszugkraf t zwischen der Feder und der Verschiebung des geometrischen Ortes des Schwerpunktes des Pendels verändert werden kann, indem das Verhältnis des Anteils, der von der Feder ausgeglichen wird, gegenüber dem Anteil, der vom Belastungsrahmen ausgeglichen würde, heruntergesetzt wird. Die gleiche Kompensation kann ausgeführt werden, indem die Versetzung des geometrischen Ortes des Schwerpunktes des Pendels vergrössert wird.
Daher hat die Substitution der Federn 190 an Stelle des Belastnngsrahmens nur erforderlich gemacht, dass die Pendelgewichte etwas höher montiert werden und dass der Anteil der Last, welche von der die Anfangszugkraft ausübenden Kraft erzeugt wird, etwas geringer ist, als wenn die Belastlmgsrahmen diese Kraft erzeugen würden.
Die Anordnung der Feder 190 an Stellc des Belastungsrahmens ergibt noch ein weiteres Resultat, indem die Linie C zwischen der Null und Halbiastordinate flacher ist als der entsprechende Teil der Linie B, und der zwisehen den Halblast-und Vollastordinaten befindliche Teil der Linie C ist etwas stärker gewölbt als der entsprechende Teil der Linie B. Dies bedeutet, dass, wenn die Teile derart proportioniert sind, um bei Nullast, Halblast und Vollast eine korrekte Wägung anzuzeigen, die Waage im ersten Viertel zuwenig und im dritten Viertel zuviel anzeigt. Da der Abstand zwischen den Linien B und C iii Fig.
XXVIII proportional zur Federcharakteristik ist, folgt daraus, dass die Anzeigen der Viertel durch Veränderung der Federcharakteristik beeinflusst werden können. In Wirkliehkeit ist dieser Pendelmechanismus derart gebaut, dass die Federcharakteristik in Richtung von plus oder minus variiert werden kann, und zwar von einem Anfangswert aus, und die andern Teile des Mechanismus sind derart ausgeführt, um für eine mittlere Federcharakteristik eine richtige Wäglmg zu ergeben. Nachdem die Waage zusammengebaut ist, werden die Pen deigewichte 183 eingestellt, um eine annäheriid richtige Vollastanzeige zu ergeben.
Dann wird die Spannung der Feder mittels der auf Gewindestangen sitzenden Muttern 195 eingestellt und so weit reguliert, bis die Waage bei Nullast, Halblast und Vollast richtig anzeigt.
Wenn in den Vierteln ein Fehler vorhanden ist, welche Fehler von entgegengesetzten Vor- zeichen sind, wird die Federcharakteristik der Feder 190 durch Drehen der losen Scheibe 205 verändert, und die Halislastanzeige wird wieder hergestellt, indem die Spannung der Feder nachreguliert wird. Diese Einstellungen können so lange ausgeführt werden, bis die Anzeigen bei Null-, einem Viertel-, Halb-, drei Viertel- und Vollast zur Last proportional sind. Bei diesem Zustand des Einstellungsvorganges kann die Leistung der Waage unrichtig sein; sie kann jedoch auf ihren korrekten Wert gebracht werden, indem die Gewichte 183 entlang den Bahnen 181 und 182 verschoben werden, welche Einstellung die Einstellung der Feder nicht beeinflusst.
Das schwebende Pendel nach Fig. I bis IV besitzt die gleichen Charakteristiken soweit es die Einstellung betrifft. Eine Bewegung des Gewichtes 29 entlang der Bahn 28 verändert die Steigung der Linie 211 bzw. 209 in Fig. XXVII, ohne irgendeine Kurvenform hervorzurufen und den Zug bei Null m än- dern.
Die Halblastkorrektur wird durch Verschiebung des geometrischen Ortes der Schwer punkte der Pendeleinheiten quer zur Bahn vorgenommen. Dies ist die einzig mögliche Einstellung, da der Radius des abwälzsektors und das Gewicht des Pendels auf andere Weise festgelegt sind. Eine Verschiebung des Ortes hat die Wirkung, die Linie 1 in Fig. XXVIII zu liegen oder zu senken. Die durch die Linie B dargestellte, von einem elastischen Glied herrührende Kraft bleibt dieselbe.
Daher er- gibt die Summe der beiden Wirkungen, welche durch die Linien A + B dargestellt werden, eine gerade oder gewölbte Linie, was von der Grösse der beiden Kräfte abhängt. Die Gewichtsgruppe 36 gestattet eine leichte Einstelhung des geometrischen Ortes. Ferner ist die Neigung der zweiten Bahn derart, dass die Enden der Linie i in Fig. XXVII um gleiche Beträge verschoben werden, derart, dass zwischen der Vollasteinstellung und der Halblasteinstellung keine wechselwirkung stattfindet.
Die beiden Verfahren zum Einstellen der Halblastanzeige können bei Pendeln init festem Zentrum dadurch verwirklicht werden, dass eine Einstellung für die Verschiebung des geometrischen Ortes des Pendelschwerpunktes sowie eine Veränderung der Grösse des Anfangsmomentes vorgesehen wird. Diese Kombination von einstellungen gestattet, den Halblastunzeigefehler zu korrigieren, ohne die Anfangszugkraft zu verändern.