CH623133A5

CH623133A5 -

Info

Publication number: CH623133A5
Application number: CH1488977A
Authority: CH
Inventors: Peter Kunz
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1981-05-15
Also published as: FR2411393A1; US4184556A; NL7806952A; GB1588000A; FR2411393B1; DE2844336C2; JPS5511599U; DE7830318U1; DE2844336A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Waage, mit einem Permanentmagnetsystem, umfassend einen Kern und einen Mantel mit zwei Endflanschen, mit einer in einem Luftspalt in einem Endflansch um den Kern herum angeordneten stromdurchflossenen Spule zur elektromagentischen Kraftkompensation, sowie mit einem Hebel zur Lastübersetzung, wie sie beispielsweise im schweizerischen Patent 591 685 beschrieben wurde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, bei einer solchen Waage eine niedrigere Bauform und damit ein geringeres Eigengewicht zu ermöglichen. Gleichzeitig sollte eine homogenere Temperaturverteilung zwischen den einzelnen Baugruppen erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Hebel wenigstens teilweise zwischen dem Luftspalt und dem anderen Endflansch angeordnet ist.

Vorzugsweise verfügt dabei der Hebel über eine den Kern umgreifende ringförmige Partie, an welcher die Spule befestigt ist. Dies ergibt eine wegen ihrer Symmetrie besonders vorteilhafte Ausbildung hauptsächlich hinsichtlich Temperatureffekten und mechanischer Belastung.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Mantel des Permanentmagnetsystems von zwei Streifen gebildet, welche parallel oder in einem spitzen Winkel zueinander verlaufen können. Dieser einfache mechanische Aufbau ist günstig im Hinblick auf die Montage (erleichterte Zugänglichkeit). Zweckmässigerweise sind dabei zur rationellen Herstellung Mantel und Endflansch aus einem Stück geformt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann ein Ende des Hebels innerhalb des Permanentmagnetsystems einen fotoelektrischen Positionsgeber aufweisen, wodurch eine noch bessere Raumnützung erreicht wird.

Sollen gewisse den Kraftmessern eigene systematische Fehler ausgeschaltet werden, so kann dies in bekannter Weise durch

Kombination zweier Kraftmesser geschehen (vergleiche beispielsweise das US-Patent 3 688 854). Für diesen Fall sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, dass ferner ein ebenfalls einen Hebel umfassender Referenzteil vorgesehen ist, wobei der * zweite Hebel wenigstens teilweise zwischen dem ersten Luftspalt und einem im Endflansch vorgesehenen, dem Referenzteil zugeordneten zweiten Luftspalt angeordnet ist.

Ist eine Wägung grösserer Lasten erwünscht, so kann unmittelbar über dem Permanentmagnetsystem ein weiterer Überset-Hi zungshebel angeordnet sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen, nicht massstäblichen Zeichnungen näher erläutert. Dabei wird lediglich der wesentliche Teil des mechanischen Aufbaus der Waage dargestellt. Die dazugehöri-15 ge elektrische Schaltung kann beispielsweise derjenigen entsprechen, die aus der bereits erwähnten US-Patentschrift 3 688 854 bekannt ist.

In den Zeichnungen ist

Figur 1 ein Längsschnitt entlang der Linie I-I in Figur 2, 211 Figur 2 ein Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1, und

Figur 3 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, sowie

Figur 4 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.

25

Beispiel /(Figuren 1—3)

Das Permanentmagnetsystem umfasst einen Kern 10, je einen als Polschuh ausgebildeten unteren und oberen Endflansch 12 bzw. 14, welche durch zwei den Mantel 16 bildende 3U Seitenwände vertikal verbunden sind. Der untere Endflansch 12 und die Seitenwände sind dabei nach Art eines U aus einem Stück geformt (in anderen Fällen mag es zweckmässig sein, die Seitenwände und den oberen Endflansch 14 einstückig zu gestalten oder gar einen Hohlkörper aus Seitenwänden und beiden 35 Endflanschen zu formen). Um das Kopf- und Fussstück des Kerns 10 herum ist in den Endflanschen 12 bzw. 14 je ein Ringluftspalt 18,18' vorgesehen, in den mit Spiel je eine stromdurchflossene Kompensationsspule 20 bzw. 20' taucht.

Am oberen Endflansch 14 ist mit zwei elastischen Lagern 22 40 ein Hebel 24 aufgehängt, an dessen ringförmig ausgebildetem, den Kern 10 umfassendem Mittelteil ein Spulenträger 26 zur Halterung der Kompensationsspule 20' fixiert ist. Der Hebel mündet am freien Ende in einer Fahne 28 mit einer Bohrung 30. Diese Bohrung bildet zusammen mit einer ortsfest angebrachten 45 fotoelektrischen Abtastung 32,34 einen Lagedetektor.

Ein zweiter, im wesentlichen gleich ausgebildeter Hebel 36 befindet sich unter dem ersten Hebel 24. Er ist ebenfalls mit zwei Biegelagern 22, welche am unteren Endflansch 12 angebracht sind, schwenkbar gelagert, und verfügt gleichfalls über 50 einen fotoelektrischen Lagedetektor 28-34.

Mit dem ortsfest montierten Permanentmagnetsystem verbunden sind zwei Säulen 38. Zwischen ihnen erstrecken sich zwei L-förmige Traversen 40 zur Aufnahme der fotoelektrischen Detektoren 32,34. Mit den Säulen 38 über eine Parallel-55 führung verbunden ist ein Lastaufnehmer 42, welcher auf einem Konuszapfen 44 eine Waagschale 46 trägt. Die Parallelführung umfasst je einen oberen und unteren, gleich ausgebildeten Lenker 48, deren jeder mittels je zwei Biegelagern 50 an den Lastaufnehmer 42 und die Säulen 38 angelenkt ist. Die Biege-M stellen 52 der elastischen Lager 50 (Figur 2) sind in Figur 1 durch Verjüngungen gekennzeichnet. Über ein Biegekoppel 54 ist der Lastaufnehmer 42 mit dem Hebel 24 verbunden.

Das Funktionsprinzip von Waagen gemäss diesem Beispiel ist bekannt (vgl. die oben erwähnte US-Patentschrift ,,5 3 688 854): Lastabhängige Auslenkungen des Lastaufnehmers 42 aus seiner Sollposition werden vom Positionsdetektor 28-34 erfasst. Dessen Signal bestimmt die Grösse eines die Kompensationsspule 20' (Lastspule) durchfliessenden Stromes, dessen

3

623 133

Kraftwirkung im Feld des Permanentmagnetsystems die Last kompensiert. Im Gleichgewichtszustand ist der die Spule durch-fliessende Strom proportional zur Last und kann in Gewichtseinheiten angezeigt werden. Die Referenzspule 20 wird ebenfalls durch die Kraftwirkung eines Kompensationsstromes in einer Sollposition gehalten. Änderungen der Stärke des Magnetfeldes (aus Alterung oder Temperatureinflüssen) oder Änderungen der Erdbeschleunigung verursachen eine Lageänderung des Referenzteils, die von dem diesem zugeordneten Positionsgeber 28-34 erfasst werden. Die zur Rückführung des Referenzhebels 36 in die Sollposition erforderliche Änderung des Kompensationsstromes durch die Referenzspule 20 wird dem Kompensationsstrom durch die Lastspule 20' mitgeteilt, und so werden die oben erwähnten Fehlereinflüsse korrigiert.

Die Anordnung beider Hebel (24 und 36) innerhalb des Magnetsystems erlaubt gegenüber bekannten Konstruktionen eine fühlbare Reduktion der notwendigen Bauhöhe.

Beispiel II (Figur 4)

Dieses als Kraftmesser konzipierte Ausführungsbeispiel ist (mit Ausnahme des hier fehlenden Referenzteiles) im wesentlichen gleich aufgebaut wie Beispiel I, und gleiche Bezugszeichen 5 entsprechen daher gleichen Bauteilen.

Mit dem am Endflansch 14' angelenkten Hebel 24' ist über ein Biegekoppel 56 ein weiterer Ubersetzungshebel 58 verbunden. Dieser ist mittels zweier Biegelager 22' am Endflansch 14' i„ angelenkt und über ein Biegekoppel 60 mit dem parallelgeführten Lastaufnehmer 42 verbunden. Aus Belastungsgründen mag es dabei zweckmässig sein, die Formgebung des Hebels 58 und des Endflanschs 14' im Bereich des Biegelagers 22' so zu modifizieren, dass dieses, statt auf Druck, auf Zug belastet wird.

15

Die Anordnung nach diesem Beispiel ermöglicht auf kleinem Raum ohne weiteres Übersetzungen von z.B. 1:100.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

623 133

1. Elektrische Waage, mit einem Permanentmagnetsystem, umfassend einen Kern und einen Mantel mit zwei Endflanschen, mit einer in einem Luftspalt (18') in einem Endflansch (14) um den Kern (10) herum angeordneten stromdurchflossenen Spule (20') zur elektromagnetischen Kraftkompensation, sowie mit einem Hebel zur Lastübersetzung, dadurch gekennzeichnet,

dass der Hebel (24) wenigstens teilweise zwischen dem Luftspalt (18') und dem anderen Endflansch (12) angeordnet ist.

2. Elektrische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (24) eine den Kern (10) umgreifende ringförmige Partie aufweist, an welcher die Spule (20') befestigt ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Elektrische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (16) des Permanentmagnetsystems von zwei Streifen gebildet wird.

4. Elektrische Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mantel (16) und Endflansch (12) aus einem Stück geformt sind.

5. Elektrische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Hebels (24) innerhalb des Permanentmagnetsystems einen fotoelektrischen Positionsgeber (28— 34) aufweist.

6. Elektrische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein ebenfalls einen Hebel (36) umfassender Referenzteil vorgesehen ist, wobei der zweite Hebel (36) wenigstens teilweise zwischen dem ersten Luftspalt (18') und einem im Endflansch (12) vorgesehenen, dem Referenzteil zugeordneten zweiten Luftspalt (18) angeordnet ist.

7. Elektrische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wägung grösserer Lasten unmittelbar über dem Permanentmagnetsystem ein weiterer Übersetzungshebel (58) angeordnet ist.