CH638894A5

CH638894A5 - Elektrische waage.

Info

Publication number: CH638894A5
Application number: CH778379A
Authority: CH
Inventors: Peter Kunz
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1983-10-14
Also published as: DE8016239U1; US4280577A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Waage, umfassend a) eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompensation, b) einen Lastaufnehmer, c) einen Übersetzungshebel, d) ein Koppelglied zur Verbindung von Lastaufnehmer und Übersetzungshebel, wobei der Hebel über ein sich im wesentlichen vertikal erstreckendes elastisches Lager an das Koppelglied angeschlossen ist, e) einen im Bereich der elektromagnetischen Kompensationseinrichtung angeordneten Temperaturfühler, sowie f) im gemeinsamen Gehäuse angeordnete elektrische Schaltungen.

Derartige Waagen sind bekannt (vgl. beispielsweise die US-Patentschrift 4 109 738). Der Lastaufnehmer ist dabei regelmässig eine Waagschale, welche direkt oder über Zwischenträger mit dem Koppelglied verbunden ist.

Waagen dieser Art, häufig auch als Kompaktwaagen bezeichnet, haben den grossen Vorteil einer platzsparenden Bauweise: Sämtliche erforderlichen Komponenten sind im selben Gehäuse untergebracht (im Gegensatz zu aufwendigeren Waagen, bei denen der Steuerteil mit Anzeige und dem Grossteil der elektrischen Komponenten in einem separaten Gehäuse untergebracht ist.

Auch bei Verwendung von elektrischen Komponenten geringer Verlustleistung bleibt bei höher auflösenden Waagen der Einfluss der Temperatur auf den Nullpunkt und die Empfindlichkeit der Waage problematisch. Eine gewisse Kompensation von Temperatureinflüssen wird in bekannter Weise durch die Verwendung eines im Kompensationssystem angeordneten Wärmefühlers erreicht, der Temperaturänderungen im Permanentmagnetsystem abfühlt und z.B. die Kompensationsstromquelle beeinflusst. Damit sind aber noch nicht alle Störeinflüsse berücksichtigt. Neben der bereits angedeuteten Wärmeabgabe durch die elektrischen Komponenten an sich spielt der zeitliche Verlauf der Temperatur an den einzelnen Stellen in der Waage eine wesentliche Rolle. So wirkt es sich beispielsweise auf die Grösse, die Richtung und den Verlauf der Nullpunktsdrift, kurz gesagt das Einschaltverhalten der

Waage, aus, welche Temperaturgradienten im Bereich der Hebellagerung entstehen. Zwar wäre es jedenfalls theoretisch möglich, durch Einsatz weiterer Wärmefühler auch diese Fehlereinflüsse zu reduzieren. Dies würde jedoch relativ komplizierte zusätzliche Schaltungen bedingen, und der damit verbundene Aufwand ist regelmässig zu hoch.

Die vorliegende Erfindung entstand aus der Aufgabenstellung, bei Kompaktwaagen der eingangs genannten Art das Temperaturverhalten auf einfache Weise zu verbessern, insbesondere das Einschaltverhalten durch Reduktion temperaturbedingter Nullpunktsfehler zu optimieren. Erfindungs-gemäss wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, das elastische Lager im Innern des wenigstens teilweise hohl ausgebildeten Koppelgliedes unterzubringen. Mit dieser Lösung ist es möglich, die temperaturbedingte Ausdehnung von elastischem Lager und Koppelglied zu harmonisieren: Bei den bisher bekannten Anordnungen war das Lager jeweils aussen am Koppelglied angebracht, also auch der Wärmeabstrah-lung und -konvektion aus der Umgebung frei ausgesetzt. Damit hatte es sich wesentlich rascher erwärmt und damit ausgedehnt als das Koppelglied, so dass es zu relativen Lageänderungen kam, die in der Anzeige als Nullpunktsfehler sichtbar wurden. Mit der erfindungsgemässen Anordnung erwärmen sich beide Komponenten in umgekehrter Reihenfolge, was angenähert zu einer gleichmässigen Längenausdehnung führt.

Der gewünschte Effekt lässt sich noch verbessern, wenn ein lösbarer Deckel vorgesehen ist, durch welchen das Koppelglied zu einem weitgehend geschlossenen Kasten wird. Damit ist auch die vorher noch offene Front des Koppelgliedes verschlossen und das elastische Lager gegen vorzeitige Erwärmung noch besser geschützt. Der Deckel kann dabei z.B. aufgeschraubt oder aufgeklemmt werden. Zweckmässigerweise besteht der Deckel aus Kunststoff.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die die Bestandteile a) und c) bis e) umfassende Messzelle im Waagengehäuse durch eine Zwischenwand von den elektrischen Schaltungen getrennt sein. Durch diese Abschirmung lässt sich eine weitere Verbesserung des Temperaturverhaltens erreichen. Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn die Zwischenwand einstückig mit dem Gehäuseunterteil ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. In den nicht massstäb-lichen Zeichnungen ist

Figur 1 eine räumliche Darstellung des Waagenchassis,

Figur 2 ein Schnitt durch die Messzelle, und

Figur 3 eine vergrösserte Ansicht des Koppelgliedes.

Das Waagenchassis 10 gemäss Figur 1 wird von einem Leichtmetallformteil gebildet, das z.B. im Druckgussverfahren hergestellt wird. Es besteht im wesentlichen aus einem Boden 12, einer Rückwand 14, zwei Seitenwänden 16 und einer geneigten Frontwand 18. Dabei ist die Rückwand 14 merklich höher als die übrigen Wandteile. Ein komplementär zum Chassis 10 geformter Deckel (nicht gezeigt) schliesst nach dem Aufsetzen auf das Chassis die Waage unter Bildung eines zweiteiligen Gehäuses.

Parallel zu den Seitenwänden 16 erstrecken sich zwei aus der Rückwand 14 entspringende Zwischenwände 20 von gleicher Höhe wie diese; sie sind in der vorderen Hälfte der Waage unter Bildung eines gespreizten V zueinander abgewinkelt. Die sich ergebende, im wesentlichen nur nach oben offene Kammer 22 dient zur Aufnahme der weiter unten beschriebenen Wägezelle. Der ausserhalb der Kammer 22 gelegene Hohlraum 24 dient zur Aufnahme elektrischer Schaltungen, der Anzeige und weiterer Bestandteile, die in konventioneller Art augeführt und daher nicht dargestellt sind.

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Die in Figur 2 geschnitten gezeigte Wägezelle entspricht endeter Montage des Biegelagers 38 durch einen aufgeweitgehend derjenigen aus der oben bereits genannten US-Pa- schraubten Deckel 52 verschlossen. Im dargestellten bevor-tentschrift 4 109 738 und wird daher nur kurz beschrieben: zugten Ausführungsbeispiel sind (ausser dem Permanentma-Das ortsfeste Permanentmagnetsystem 26 ist über vier sym- gnetsystem) im wesentlichen nur die Biegelager (32,38,44) metrisch angeordnete Säulen 28 mit dem Gehäuseboden 12 5 aus Eisenlegierungen. Die meisten übrigen Bestandteile, also verschraubt (Schrauben 30). In einem Hohlraum innerhalb beispielsweise der Hebel 34, die Lenker 42 und das Koppeides Permanentmagnetsystems 26 ist ein temperaturabhängi- glied 40, bestehen aus Aluminiumlegierungen. Der Deckel 52 ger Widerstand 27 untergebracht, der elektrisch mit der Kom- kann ebenfalls aus Leichtmetall sein, doch sind in manchen pensationsstromquelle verbunden ist (nicht dargestellt). Fällen Kunststoffe (z.B. Polyamid) wegen ihres geringen

Am Permanentmagnetsystem 26 ist mit zwei Biegelagern 10 Wärmeleitvermögens besser geeignet. Die genannten Werk-

32 ein Übersetzungshebel 34 schwenkbar befestigt. Nahe des- Stoffpaarungen sind jedoch nicht durchwegs zwingend; auch sen einem Ende verfügt dieser über einen Träger 36 für die bei Wahl anderer Werkstoffe ist die Unterbringung des Biege-

stromdurchflossene Kompensationsspule. Am anderen Ende lagers 38 im Innern eines hohlen Koppelgliedes 40 vorteilhaft ist der Hebel 34 mittels eines Biegelagers 38 mit einem Kop- hinsichtlich des Temperatur Verhaltens.

pelglied 40 verbunden. Eine Parallelführung aus zwei Drei- 15 Weiterhin ist es für das Temperatur verhalten der Waage ecklenkern 42 mit Biegelagern 44 verbindet das Koppelglied in vielen Fällen zweckmässig, den Hebel 34 so nah wie mög-40 mit dem ortsfesten Teil der Wägezelle. Im oberen Ende des lieh beim Permanentmagnetsystem 26, ja sogar teilweise in-Koppelgliedes 40 ist ein oben konischer Zapfen 46 einge- nerhalb desselben (vgl. die US-Anmeldung Nr. 952 636), anschraubt, der zur Aufnahme einer Waagschale bestimmt ist. zuordnen. In Fällen, in denen das Permanentmagnetsystem

Das Koppelglied 40 (siehe auch die etwas vergrösserte 20 (26) an einem separaten Träger aus Leichtmetall befestigt ist, Darstellung in Figur 3) ist oben, unten sowie an den beiden kann der Hebel (34) zweckmässigerweise mit nur wenig Zwi-Längsseiten geschlossen. Die Rückseite wird im wesentlichen schenraum in eine entsprechend geformte Ausnehmung des von einer Wand 48 gebildet, die lediglich im Bereich des He- Trägers eingebettet sein, um eine möglichst gleichmässige Erbelendes (40) eine Öffnung 50 aufweist. Die zunächst offene wärmung zu erzielen (nicht gezeichnete Variante).

Frontseite des kastenartigen Koppelgliedes 40 wird nach be- 25

C

2 Blatt Zeichnungen

Claims

638 894 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrische Waage, umfassend a) eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompensation,

b) einen Lastaufnehmer,

c) einen Übersetzungshebel,

d) ein Koppelglied zur Verbindung von Lastaufnehmer und Übersetzungshebel, wobei der Hebel über ein sich im wesentlichen vertikal erstreckendes elastisches Lager an das Koppelglied angeschlossen ist,

e) einen im Bereich der elektromagnetischen Kompensationseinrichtung angeordneten Temperaturfühler, sowie f) im gemeinsamen Gehäuse angeordnete elektrische Schaltungen,

dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Lager (38) im Innern des wenigstens teilweise hohl ausgebildeten Koppelgliedes (40) untergebracht ist.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein lösbarer Deckel (52) vorgesehen ist, durch welchen das Koppelglied (40) zu einem weitgehend geschlossenen Kasten wird.

3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (52) aus Kunststoff besteht.

4. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Bestandteile a) und c) bis e) umfassende Messzelle im Waagengehäuse durch eine Zwischenwand (20) von den elektrischen Schaltungen getrennt ist.

5. Waage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (20) einstückig mit dem Gehäuseunteteil (10) ausgebildet ist.