CH634655A5

CH634655A5 - Precision balance with overload protection

Info

Publication number: CH634655A5
Application number: CH1050478A
Authority: CH
Inventors: Peter Kunz
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1983-02-15
Also published as: DE2933415C2; DE7923543U1; DE2933415A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Präzisionswaage, deren Waag- wesentlichen einen kreisförmigen Umriss und bestehen die auf schale am oberen Ende eines mit einem wegarmen Messwandler dnem Kreis gieichmässig verteilten Distanzstücke aus Kunstzusammenwirkenden Lastaufnehmers angeordnet ist und über stoff. sie werden an den bdden Formteilen angeord-wenigstens ein elastisches Bauteil zum Schutz vor Überlast ver- ^ neten Anschlägen gehaiten. Hier ergibt sich beim Nachgeben unter Stoss oder Überlast eine relative Verdrehung der beiden

Eine bekannte Waage dieser Gattung (schweizerische>Pa- Formteiie. Zweckmässigerweise sind dabei jeweils wenigstens tentschrift 604 143) weist eine mehrteilige runde Waagschale ^ Kunststoff-Distanzstücke durch Verbindungsstege zu ei-

auf, und der untere Teil der Waagschale ist über eine konzen- nem gemeinsamen Bauteil verbunden. Diese Massnahme er-

tnsch zum etwa punktförmig auf den Lastaufnehmer wirkenden leichtert die Montage und erspart kompliziertere Lagesicherun-

Kraftangriff angeordnete elastische Parallelfuhrung mit dem «>gen ^ Vorzugsweise sind Zug.Schraubenfedern vorge-

Lastaufnehmer verbunden. Diese bekannte Anordnung ist seheil; deren Wirkungsrichtung in einem spitzen Winkel zur zweckmässig für runde Waagschalen, sowie fur rechteckige Tangente am Kreisumfang im äusseren Angriffspunkt liegt. Waagschalen bei Waagen kleinerer Kapazität (bis wenige Kilogramm Höchstlast). Für Waagen höherer Kapazität mit in der In weiterer Ausbildung der Erfindung können zwischen den Regel rechteckiger, relativ grossflächiger Waagschale ist der be- 65 beiden parallel zueinander ausgerichteten Formteilen ausgekannte Überlastschutz weniger geeignet ; solche grösseren spannte Zug-Schraubenfedern dergestalt geneigt angeordnet Waagschalen sind aus Gründen gleichmässiger Lastverteilung sein, dass eine Federkraftkomponente in Richtung einer Annä-über mehrere, in der Regel vier Verbindungsglieder mit dem herung der beiden Formteile wirkt. Diese Anordnung begün-

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stigt im Überlastfall das gleichmässige und gleichzeitige Nachgeben aller Federn.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist

Figur 1 ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform,

Figur 2 eine Ansicht von unten zu Figur 1,

Figur 3 ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, und

Figur 4 eine Ansicht von unten zu Figur 3.

Bei der Erläuterung der Beispiele wird auf die Darstellung des eigentlichen Wägemechanismus verzichtet, da er zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nichts beiträgt. Wesentlich ist nur, dass es sich um eine wegarme Waage handelt (also z.B. nicht um eine Neigungswaage).

Beispiel I

(Figuren 1 und 2)

Eine Waage mit einer Kapazität (Nennlast) von 8 Kilogramm wird von einem stabilen Gehäuse 10 umschlossen.

Durch vier Öffnungen darin ragen vier Zapfen 12, welche eine dreiteilige Waagschale 14 abstützen und mit dem Hebelwerk (nicht gezeichnet) im Innern des Gehäuses 10 verbinden. Das oberste Element 16 der Waagschale dient zur Aufnahme des Wägegutes; es ruht lose, formschlüssig gehalten, auf einem Verbundsystem von zwei Formteilen 1-8 und 20, die im folgenden Oberteil (18) und Unterteil (20) genannt werden.

Das Oberteil 18 besteht aus einer ebenen Blechplatte, deren Enden 22 an den Schmalseiten rechtwinklig abgebogen sind. An den Breitseiten sind doppelte Abbüge vorgesehen, deren nach innen gerichtete Endstreifen 24 parallel zur Deckfläche verlaufen. Von der deckfläche sind zwei mit je einer Öse versehene Lappen 26 nach innen (unten) geklappt. Weitere vier grössere Lappen 28 ragen parallel zu den Schmalseiten nach unten.

Das Unterteil 20 ist etwas schmaler und in der anderen Richtung etwa einen Zentimeter kürzer als das Oberteil 18. Es ist an allen vier Seiten rechtwinklig nach oben abgebogen. Vier Bohrungen 30 dienen zur Aufnahme der Zapfen 12. Zwei Lappen 32, mit je einer Öse versehen, sind nach oben geklappt. Weitere vier Lappen 34 ragen parallel zu den Schmalseiten nach oben, etwas versetzt zu den Lappen 28. Ferner sind im Unter-und Oberteil noch je vier kleinere Lappen 36, ebenfalls parallel zu den Schmalseiten, vorgesehen.

Zwischen den als Anschlägen wirkenden Lappen 28 und 34 (bzw. 36) ist nahe den Enden der Waagschale je ein Blechstreifen 38 eingelegt, der als Distanzstück wirkt. Die Anschlaglappen im Unter- und Oberteil sind dabei so versetzt zueinander angerodnet, dass die beiden Blechstreifen, parallel zueinander, stets geneigt zur Senkrechten bleiben. Je zwei aus dem Ober-und dem Unterteil herausgebogene, nach innen weisende Lappen 39 quer zu den Blechstreifen 38 bilden mit Kerben in letzteren eine Lagesicherung gegen Verschiebung.

Zwei parallel angerodnete, gleich bemessene Zug-Schraubenfedern 40, zugänglich durch zwei Fenster 41 im Unterteil, sind zwischen den Lappen 26 und 32 ausgespannt.Sie halten die beiden Formteile 18,20 im Bereich ihrer Vorspannung in der aus Figur 1 erkennbaren Grenzlage, in welcher das Unterteil 20 auf die Streifen 24 des Oberteils gedrückt wird. Bei Stössen bzw. Überlast geben die Federn nach, und das Oberteil 18 wird unter Parallelverschiebung zum Unterteil 20 nach rechts ausgelenkt, bis die Streifen 24 auf dem Gehäuse 10 zur Anlage kommen. Die beiden Distanzstreifen 38 wirken dabei als Schwenklager.

Die Dimensionierung ist dabei so gewählt, dass der Überlastschutz bei etwa 12 kg anspricht und die Waagschale nach weiteren einigen hundert Gramm und etwa vier Millimetern Weg des Unterteils 20 mit den Endstreifen 24 am Gehäuse 10 s anliegt (der mögliche Weg zwischen Ober- und Unterteil macht etwa 6 mm aus). Damit die Waagschale wieder in die Ausgangsstellung (Normalstellung) zurückkehren kann, muss bis auf etwa 9 kg entlastet werden (die Auslösekraft zur Überwindung der Federvorspannung ist grösser als die Kraft, die erforderlich ist, lOum die zusammengeklappte Waagschale in dieser Stellung zu halten).

Bei der Ansicht von unten gemäss Figur 2 wurden sowohl das Gehäuse 10 als auch das oberste Element 16 der Waagschale weggelassen.

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Beispiel II

(Figuren 3 und 4)

Die hier beschriebene Anordnung gehört zu einer Waage mit 3 kg Nennlast. Figur 3 ist dabei ein Schnitt entlang der Linie 20 III—III in Figur 4; für Bauteile, die funktionell denjenigen des ersten Beispiels entsprechen, wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, ergänzt jeweils durch einen Apostroph ('). Bei Figur 4 wurden das Gehäuse und der oberste Teil der Waagschale wiederum weggelassen.

25 Durch eine Bohrung im Gehäuse 10 ' ragt das obere, konisch geformte Ende eines Lastauf nehmers 12'. Auf dem Konus sitzt, symmetrisch zu ihm, eine dreiteilige Waagschale 14': Ein oberstes, zur Aufnahme des Wägegutes dienendes Element 16' ruht formschlüssig auf dem Oberteil 18'. Das Unterteil 20' verfügt 30 über einen drehfest fixierten zentrischen Zapfen 42, der durch eine Bohrung im Oberteil 18' ragt und oben einen flachen Kragen aufweist. Der Kragen ruht in einer Mulde des Oberteils, mit etwa 3 mm Spiel zum Element 16', und dient als Anschlag für das Oberteil 18'. Eine konische Bohrung im Unterteil des Zap-35 fens 42 zentriert den Konus des Lastaufnehmers 12'.

Zwischen Oberteil 18' und Unterteil 20' sind symmetrisch vier Zug-Schraubenfedern 40' ausgespannt, gehalten einerseits in aus dem Oberteil 18' herausgebogenen Lappen 26', andererseits in auf dem Unterteil 20' aufgesetzten Halteaugen 32'. Vier 40 Keile 38' sind durch Stege 44 und einen Ring 46 zu einem einstückigen Bauteil aus Polyamid geformt. Die Keile 38' sind beweglich gefangen zwischen Augen 28' bzw. 34', die am Oberteil 18'bzw. Unterteil 20' befestigt sind. Die Federn 40' sind paarweise parallel zueinander angeordnet und bilden jeweils ei-45 nen Winkel von etwa 30 Grad mit den Stegen 44 ; sie sind durch Ausnehmungen 41' im Unterteil 20' zugänglich.

Die Anordnung funktioniert - vergleichbar derjenigen nach Beispiel I - wie-folgt: Bei etwa 5 kg Last geben die Federn 40' nach, und Ober- und Unterteil der Waagschale verdrehen sich 50 relativ zueinander, bis nach etwa 2 mm Vertikalweg das Oberteil 18' auf dem Gehäuse 10' aufliegt. Wird die Last wieder reduziert, so schnappt die Waagschale (bei etwa 4 kg) wieder in ihre Normalstellung zurück. -

Je nach den konstruktiven Randbedingungen und den Bela-55 stungsverhältnissen kann bei rechteckigen Waagschalen auch eine einzige Feder genügen; wegen der gleichmässigeren Wirkung wird jedoch der Einsatz von wenigstens zwei Federn bevorzugt. Bei grösseren Waagschalen kann es zweckmässig sein, beispielsweise vier oder sechs Federn paarweise anzuordnen. Auch kön-60 nen zur Vereinfachung der Montage jeweils zwei Federn geringerer Federhärte unmittelbar nebeneinander statt jeweils einer stärkeren Feder verwendet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

634 655 2 PATENTANSPRÜCHE Lastaufnehmer verbunden, und vier Parallelführungen der be-

1. Präzisionswaage, deren Waagschale am oberen Ende ei- kannten Art würden einen recht hohen Aufwand bedingen ; aus-nes mit einem wegarmen Messwandler zusammenwirkenden serdem wäre das gewünschte Verhalten der Waagschale bei Lastaufnehmers angeordnet ist und über wenigstens ein elasti- Überlast, nämlich paralleles Ausweichen auch bei exzentrischer sches Bauteil zum Schutz vor Überlast verfügt, dadurch gekenn- 5 Belastung, nicht gewährleistet.

zeichnet, dass die Waagschale (14) zwei relativ zueinander zwi- Aufgabe der Erfindung war es, einen Überlastschutz zu Ansehen zwei Grenzlagen bewegliche Formteile (18,18'; 20,20') den, der sowohl für hochlastige Präzisionswaagen mit grosser, umfasst, wobei wenigstens eine Feder (40 ; 40') jeweils an bei- rechteckiger Waagschale als auch für runde Waagschalen nied-den Formteilen angreift und diese unter Mitwirkung von einer riglastiger Waagen verwendbar ist. Er sollte eine flache Bauwei-Mehrzahl von zwischen den Formteilen beweglich gefangenen iose erlauben, praktisch unabhängig vom Angriffspunkt der Last Distanzstücken (38 ; 38') in einer der Grenzlagen zu halten be- wirken und (im Gegensatz zur bekannten Parallelführung mit strebt ist, und dass der sich auf der Seite des Wägegutes befin- Blattfedern) über einen nur kleinen Belastungsbereich zwischen dende Formteil so angeordnet ist, dass er bei Überlast, noch vor der Normallage und der Lage am Anschlag unter Überlast ver-Erreichen der anderen Grenzlage, auf dem Waagengehäuse fügen.

(10 ; 10') aufliegt. is Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass

2. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- die Waagschale zwei relativ zueinander zwischen zwei Grenzla-net, dass die beiden aus Blech bestehenden Formteile über dem gen bewegliche Formteile umfasst, wobei wenigstens eine Feder jeweils anderen Formteil angepasste, als Anschläge dienende jeweils an beiden Formteilen angreift und diese unter Mitwir-Zonen (22,24) verfügen, die die Grenzlagen definieren. kung von einer Mehrzahl von zwischen den Formteilen beweg-

3. Präzisionswaage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- zojich gefangenen Distanzstücken in einer der Grenzlagen zu haikennzeichnet, dass die beiden Formteile (18,20) von im we- ten bestrebt ist, und dass der sich auf der Seite des Wägegutes sentlichen rechteckiger Gestalt sind und dass die Distanzstücke befindende Formteil so angeordnet ist, dass er bei Überlast, aus Blechstreifen (38) bestehen, die zwischen in den beiden noch vor Erreichen der anderen Grenzlage, auf dem Waagenge-Formteilen vorgesehenen Vorsprüngen (28,34) gehalten häuse aufliegt.

werden. 25 Diese Lösung bewirkt, dass bei Überlast, d.h. wenn die Vor-

4. Präzisionswaage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- Spannung der Anordnung überwunden wird, die Waagschale net, dass eine gerade Anzahl von paarweise angeordneten Zug- praktisch sofort in die Anschlagstellung geht. Das mit diesem Schraubenfedern (40) vorgesehen ist. Schnappeffekt regelmässig verbundene Geräusch wirkt neben-

5. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- bei als akustisches Alarmsignal: Bei Überlast klappt die Waagnet, dass die beiden Formteile im wesentlichen einen kreisför- 30 schale hörbar zusammen, bei nachfolgender genügender Entla-migen Umriss haben und dass die auf einem Kreis gleichmässig stung geht sie ruckartig wieder in die Normalstellung (Wägestel-verteilten Distanzstücke (38') aus Kunststoff bestehen und zwi- lung).

sehen an den beiden Formteilen angeordneten Anschlägen (28', Vorzugsweise verfügen die beiden aus Blech bestehenden

34') gehalten werden. Formteile über dem jeweils anderen Formteil angepasste, als

6. Präzisionswaage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- 35 Anschläge dienende Zonen, die die Grenzlagen definieren. Dienet, dass jeweils wenigstens zwei Kunststoff-Distanzstücke (38') se Ausbildung ermöglicht eine besonders rationelle Herstellung durch Verbindungsstege (44) zu einem gemeinsamen Bauteil aus Stanz-/Biegeteilen oder (bei grösseren Serien) Tiefziehtei-verbunden sind. len, bei optimaler Festigkeit der Formteile.

7. Präzisionswaage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge- Bei einer besonders für höherlastige Waagen geeigneten bekennzeichnet, dass Zug-Schraubenfedern (40') vorgesehen 40 vorzugten Ausführungsform sind die beiden Formteile von im sind, deren Wirkungsrichtung in einem spitzen Winkel zur Tan- wesentlichen rechteckiger Gestalt und bestehen die Distanz-gente am Kreisumfang im äusseren Angriffspunkt (26') liegt. stücke aus Blechstreifen, die zwischen in den beiden Formteilen

8. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- vorgesehenen Vorsprüngen gehalten werden. Es resultiert beim net, dass zwischen den beiden parallel zueinander ausgerichte- plötzlichen Nachgeben unter Überlast eine Parallelverschiebung ten Formteilen ausgespannte Zug-Schraubenfedern dergestalt 45 der beiden Formteile relativ zueinander. Dabei ist es im Hingeneigt angeordnet sind, dass eine Federkraftkomponente in blick auf die gleichmässige Wirkung des Überlastschutzes Richtung einer Annäherung der beiden Formteile wirkt. zweckmässig, wenn eine gerade Anzahl von paarweise angeordneten Zug-Schraubenfedern vorgesehen ist.

5o Bei einer besonders für niedriglastige Waagen gedachten bevorzugten Ausführungsform haben die beiden Formteile im