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Waage mit einer Lagerung des Waagebalkens am Waagegestell und der
die Last auf diesen übertragenden Glieder in Kugellagern Die Erfindung betrifft
eine Waage mit einer Lagerung des Waagebalkens am Waagegestell und der die Last
auf diesen übertragenden Glieder in Kugellagern, bei der die mit diesen in V-förmigen
Nuten befestigten Kugellagern zusammenwirkenden Zapfen in Nuten des Waagebalkens
so angeordnet sind, daß je zwei eine Drehachse bildende Lagerungen in einer Fluchtlinie
liegen. Derartige Waagen sind wegen ihrer Bewährung weit verbreitet, besonders bei
Tafel-bzw. Zählwaagen, die in Lebensmittelgeschäften verwendet werden. Viele Bemühungen
sind der Lösung der Aufgabe gewidmet worden, bei der Konstruktion von solchen automatischen
Waagebalken alle statischen Reibungen zwischen den verschiedenen Bauteilen zu beseitigen,
die sich gegeneinander bewegen. So hat man zur Vermeidung von Reibungskräften die
Lagerungsmittel für die Abstützung des Waagebalkens und für die Übertragung der
Last auf diesen in zueinander parallelen Fluchtlinien mit Abstand der Fluchtlinien
voneinander angeordnet. Ferner wurde der Waagebalken in Form eines Dreiecks ausgebildet
und die Abstützmittel für den Waagebalken sowie für die Übertragung der Last auf
diesen an den Eckpunkten eines Trapezes angeordnet.
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Für die Kugellagergehäuse wurde ferner die Lagerung in V-förmigen
Nuten vorgeschlagen. Diese Bauarten haben sich im allgemeinen nicht genügend bewährt.
Die Kugellager haben das Bestreben, die Haftung zwischen ihren Laufringen und den
Kugeln zu verstärken, wenn Waageschneide und Lager nicht mehr genau fluchten. Die
Kugeln neigen auch dazu, Kanten zu bilden, wenn wiederholt ohne Drehung der Lager
die Waage belastet wird. Ferner sind solche Kugellager mit Bezug auf die Beanspruchung
ihres äußeren Laufringes sehr empfindlich, denn diese Beanspruchungen haben das
Bestreben, die Lager zu verformen, wodurch dann die Kugeln an den Laufringen haften.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird eine Waage mit einer Lagerung
des Waagebalkens am Waagegestell und der die Last auf diesen übertragenden Glieder
in Kugellagern, bei der die mit diesen V-förmigen Nuten befestigten Kugellager zus
ammenwirkenden Zapfen in Nuten des Waagebalkens so angeordnet sind, daß je zwei
eine Drehachse bildende Lagerung in einer Fluchtlinie liegen, dadurch weiter ausgebildet,
daß erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise auch die Nuten des Waagebalkens als
V-förmige Einschnitte ausgebildet sind und in ihnen die zylindrischen, in den Kugellagern
gelagerten Zapfen des Balkens derart befestigt sind, daß ihre
Kreisbogenflanken durch
auf sie drückende Befestigungsglieder gegen die konvergenten Flanken der V-förmigen
Nuten gehalten sind.
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In Weiterbildung der Erfindung sind diese V-förmigen Nuten für die
Lagerung des Waagebalkens und die Übertragung der Last auf diesen in einer gemeinsamen
Fläche des Waagebalkens vorgesehen.
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Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht ferner
darin, daß jeder der äußeren Laufringe der Kugellager für die Lagerung des Waagebalkens
bzw. der Last Übertragungsglieder bzw. der Anzeigevorrichtung in einem Gehäuse mit
Ausnehmungen angeordnet ist, derart, daß durch eine zylindrische Paßfläche und einen
Anschlag der äußere Laufring am Umfang auf einer Randzone, die kleiner ist als die
Hälfte seiner axialen Ausdehnung, gehalten ist, während der größere Teil der axialen
Ausdehnung des Laufringes einschließlich der Zone, die durch die radiale Verlängerung
der Berührungspunkte der Kugeln mit dem äußeren Laufring gebildet ist, in radialer
Richtung keine kraftschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse hat, und daß in bekannter
Weise Klemmringe die Kugellager in dem Gehäuse in lösbarer Verbindung mit der zylindrischen
Paßfläche halten.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. In den Zeichnungen stellt dar
Fig. I eine teilweise Seitenansicht
der Lagerung des Waagebalkens und des Wiegegutträgers bei einer Kleinhandelswaage,
Fig. II den Grundriß eines Hebels und der mit ihm verbundenen Teile gemäß dem waagerechten
Schnitt nach 2-2 der Fig. I, F i g. III den Grundriß eines Drehlagerträgers (Linie
III-III nach Fig. I), Fig. IV eine Seitenansicht des Drehlagers (Linie IV-IV nach
F i g. IST), Fig. V eine Seitenansicht des Drehlagers (Linie V-V nach Fig. III),
Fig. VI einen im vergrößerten Maßstab wiedergegebenen Schnitt des in seinem Gehäuse
montierten Kugellagers, das als Drehpunkt oder Lastgelenkverbindung zum Tragen oder
Übertragen der Last auf den Hebel der Waage dient.
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Fig. VII einen im vergrößerten Maßstab veranschaulichten Vertikalschnitt
des verbesserten Lagers für eine drehbare Welle einer Registriervorrichtung.
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Wie aus F i g. I hervorgeht, wird die Kraftwirkung einer auf einer
Aufnahmeschale 1 ruhenden Last über ein Arm kreuz 2 und Lastlager 3 auf einen Hebel
4 übertragen. Der Hebel ist in einem Lager 5 an einer Grundfläche 6 der Waage drehbar
gelagert.
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Der auf den Hebel 4 drückenden Last wirkt eine Lastfeder7 entgegen.
Die Aufweitung der Feder 7. welche der Last auf der Waage verhältnisgleich ist,
läßt das federgestützte Ende des Hebels 4 um eine zur Last verhältnisgleiche Strecke
abfallen. Diese Bewegung wird über eine StrebelO und ein weiteres nicht dargestelltes
Getriebe auf eine ebenfalls nicht dargestellte Anzeigevorrichtung übertragen.
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Das die Lastschale tragende Armkreuz 2 wird durch ein Sicherheitsgelenk
16 in der aufrechten Stellung gehalten. Das Gelenk ist an seinem einen Ende mit
einer Säule 17 des Armkreuzes gelenkig verbunden und mit seinem anderen Ende mit
einem einstellbaren oberen Abschnittl8 einer auf dem Rahmen oder der Grundfläche
6 der Waage aufgebauten Säule 19 ebenfalls gelenkig (bzw. drehbar) gekoppelt.
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In den F i g. II, III, IV und V sind drehbare Verbindungen des Hebels
mit dem Armkreuz 2 sowie der Waagengrundfläche 6 dargestellt. Fig. II veranschaulicht
im einzelnen den Hebel 4 in Draufsicht.
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Jede der in dieser Figur wiedergegebenen Verbindungen besteht aus
einem Zapfen 21, der durch eine an der Unterseite des Hebels angeordnete, ausgefräste
Quernut 22 und durch eine Abdeckplatte 23 festgehalten wird, die mit Hilfe von zwei
Schrauben 24 an dem Hebel 4 befestigt ist. Die Nuten 22 für die Drehachsen und für
die Lastdrehachsen des Hebels können in den Hebel 4 durch die Verwendung von zwei
getrennt auf einer Achse im Abstand voneinander angebrachten Fräsern ausgefräst
werden, so daß beide Nutengruppen bei einem Durchlauf des Hebels durch eine Fräsmaschine
hergestellt werden.
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Durch diese Anordnung der Fräser zum gleichzeitigen Fräsen wird die
Parallelität und der relative Zwischenraum zwischen den beiden Nuten sehr genau,
ohne daß es erforderlich wäre, die Fräsmaschine fein einzustellen oder den Hebel
in einer Einspannvorrichtung festzuklemmen.
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Durch die in F i g. II dargestellte Lageranordnung wird eine Querstabilität
des Hebels 4 und der Aufnahmeschale 1 sowie die Genauigkeit der Lastanzeige bei
Auflage an jeder beliebigen Stelle der Waagschale gewährleistet. Bei der Anwendung
von zwei
im Abstand voneinander getrennt angeordneten Lagern ist diese Lagerausrichtung
in jeder Drehpunkt-und Lastdrehachse gesichert. Die neue Lagerung kann daher so
angesehen werden, daß jedes Lager auf einer Ecke eines Trapezes liegt und die Lager
paarweise in den gemeinsamen Ecken einer einzigen Grundfläche eines Trapezoids angeordnet
sind.
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Die Stützen bzw. Zapfen 21 sind seitlich an jeder Wandung der Seitenteile
des Hebels 4 angeordnet.
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Diese Stützen erstrecken sich, je nach dem verfügbaren Raum und nach
der erforderlichen Seitenstabilität nach innen (gegeneinander) oder (wie dargestellt)
nach außen. Wie der F i g. VI zu entnehmen ist, greifen die Stützen 21 in Innenlaufringe
25 von Kugellagern 26 ein. Diese sind im Innern der napfförmigen Gehäuse 27 untergebracht,
welche in den V-förmigen Nuten 28 der Ständer 29 der Grundfläche 6 oder der unteren
Außenteile des Armkreuzes 2 festgehalten sind. Wie aus F i g. V ersichtlich ist,
werden die Lagergehäuse 27 in ihrer Lage in den V-förmigen Nuten 28 durch Bänder
bzw. Bügel 30 festgehalten, welche die Gehäuse passend übergreifen und mittels Schrauben
31 befestigt sind. Die Nuten 28 der Ständer29 können durch einen einfachen Formgebungs-
oder Fräsvorgang an fertiggeschrubbten, in dem Sockel rohling gebildeten Nuten hergestellt
werden. Die entsprechenden Nuten an den unteren Enden des Armkreuzes 2 können gleichfalls
ohne Schwierigkeit ausgefräst werden.
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Wie aus F i g. VI ersichtlich ist, werden die Kugellager 26 im Lagergehäuse
27 durch einen im wesentlichen gewölbten Sicherungsring 32 gehalten. Dieser C-förmige
Ring bildet nahezu einen vollständigen Kreis und ist seitlich ähnlich einer Spannunterlegscheibe
gebogen (bzw. gekrümmt). Der Ring wird in die Bohrung oder in das Innere des Gehäuses
mittels eines Werkzeuges eingesetzt, welches die Enden des C-förmigen Ringes zusammendrückt
oder -zieht, um seinen Durchmesser zu reduzieren. Sobald der Ring in seiner Stellung
angelangt und die Kraft des Werkzeuges außer Wirkung gesetzt ist, dehnt sich der
Ring aus, um in die ringförmige Nut genau und fest passend einzugreifen.
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Das Gehäuse 27 ist im allgemeinen napfförmig und enthält eine der
axialen Lage eines äußeren Laufringes 34 des Kugellagers 26 angepaßte radiale Fläche
oder Schulter 33. Das Lager wird gegen eine axiale Bewegung (bzw. Verschiebung)
durch einen schmalen vorstehenden Rand 35 des Lagergehäuses gehalten, der nur an
dem Randteil des äußeren Laufringes 34 angreift. Diese besondere Anordnung mit der
schmalen Schulter 33 und dem schmalen Rand 35, die an der Ecke und an dem Rand (bzw.
an der Grenze) des äußeren Laufringes 34 des Kugellagers angreifen, weist einen
besonderen Vorteil hinsichtlich der Herabsetzung der Beanspruchungen auf, die auf
das Kugellager durch die zum Halten des Gehäuses 27 in der Nut 28 verwendeten Klemmen
ausgeübt werden können. Die die Schulter 33 und den schmalen Umkreisrand 35 aufweisende
Stirnwand des Gehäuses 27 hält das relativ breite Lager und ist deshalb imstande,
einer großen Festklemmkraft ohne Verwindung zu widerstehen. Der Ansatz, d. h. der
von der Schulter entfernte Teil des Napfes, der wesentlich schwächer ist und der
die auf das Gehäuse nahe des offenen Endes des Napfes ausgeübten Kräfte aufnimmt,
wäre in der Lage, den Gehäuseteil zu verformen. Bei der dargestellten Anordnung
übt jedoch diese Verformung
des Gehäuserandes nur eine geringe Wirkung
auf das Kugellager aus, weil die stärkste Verformung in dem Gehäuseteil auftritt,
der das Lager überhaupt nicht berührt. Um den Axialdruck zu vermindern, der die
Reibung in dem Kugellager erhöhen würde, ist der Zapfen 21 mit einer Gleitspannung
in dem inneren Kugellagerlaufring 25 angeordnet. Der Zapfen 21 nimmt durch die Berührung
seiner gehärteten konischen Spitze 36 mit einer gehärteten Fläche 37 eine in dem
Gehäuse koaxial in bezug auf den Zapfen 21 sitzenden, abgesetzten Bolzens (bzw.
Stöpsels) 38 eine axiale Lage ein. Der abgesetzte Bolzen38 mit der gehärteten Fläche
37 zur Aufnahme des Axialdruckes ist nur eine der möglichen Ausführungen.
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So kann an seiner Stelle vor dem Einbau des Lagers beispielsweise
mit besonderem Vorteil eine gehärtete Scheibe eingesetzt sein, um die Aushöhlung
in dem Gehäuse passend zu gestalten. Die Verwendung einer als Druckglied dienenden
Scheibe ist in F i g. VII im Zusammenhang mit einem Lager zum Tragen der Welle einer
der Waage zugeordneten Registriervorrichtung veranschaulicht.
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Wie aus F i g. VII im einzelnen ersichtlich ist, besteht das Lager
aus einem Gehäuse 40, an welches der entsprechende Klemmbügel angepaßt wird. Das
Gehäuse 40 ist napfförmig ausgebildet und weist eine Bodennapfwandung 41 auf. In
diesem Bodennapf ist eine erste gehärtete Strahlunteriegscheibe 42 eingepaßt angeordnet,
die als Gleitführung für eine Reihe von im Innern des Lagereinbaues gehaltenen Lagerkugeln
43 dient. An die erste Unterlegscheibe 42 schließt sich axial ein äußerer Laufring
44 für die Lagerkugeln 43 an, der sich in radialer Richtung an eine schmale zylindrische
Fläche 45 des Gehäuses 40 anlegt. Gegen die Seite des äußeren Laufringes 44 stützt
sich eine zweite gehärtete Unterlegscheibe 46, die weit genug radial nach innen
vorsteht, um die Lagerkugeln 43 einzugrenzen. Eine Druck- oder Schubscheibe 58 sichert
einen Abstandhalter 57 in seiner Lage. An die Druckscheibe 58 legt sich ein gewölbter
Klemmring 59 an. Er berührt an seinen Wirkstellen die Druckscheibe an diametral
gegenüberliegenden Punkten und rastet in einem Einsatzbund 60 des napfförmigen Gehäuses
ein. Ein konisch gehärteter Stummel 62 der Welle 61 stützt sich leicht gegen die
Druckscheibe 58 ab, um eine Axialbewegung dieser im übrigen nicht weiter dargestellten
Welle zu begrenzen.
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Es sei noch bemerkt, daß die V-förmigen Nuten an einer gemeinsamen
Fläche des Hebels eingeordnet sind und daß die V-förmigen Nuten und sämtliche in
diesen festgemachten Stützen (bzw. Drehzapfen) außerdem parallel verlaufen. Der
dargestellte Hebel hat in Draufsicht eine im wesentlichen dreieckige Form. Auf einer
gemeinsamen Achse in der Grund-
fläche des Dreiecks sind zwei V-förmige Nuten und
auf einer anderen, in einem dazwischenliegenden Hebelteil liegenden gemeinsamen
Achse, die parallel zu der zuerst genannten Achse verläuft, zwei andere V-förmige
Nuten vorgesehen.