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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen hygienischen Pendellastfuß.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Viele bekannte Pendellastfüße sind nicht mit dem Boden verschraubbar. Sie können keine Horizontal- und Abhebekräfte aufnehmen und sind nicht ausreichend nach hygienischen Gesichtspunkten konstruiert. Darüber hinaus ermöglichen sie nur geringe laterale Auslenkungen, bieten begrenzte Rückstellkräfte und keine Zentrierung, wenn sie nicht belastet sind.
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Aus der
WO 2015/197065 A1 ist ein höhenverstellbarer Pendellastfuß bekannt, der einige Verbesserungen aufweist, jedoch immer noch nicht in ausreichendem Maße die vorstehenden Probleme behebt. Dies gilt auch für den in der
US 6,150,619 beschriebenen Pendelfuß.
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BESCHREIBUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Pendellaststütze bereitzustellen, die bezüglich der lateralen Auslenkung, der Rückstellkräfte, der Zentrierung und der Hygiene bessere Eigenschaften aufweist als der Stand der Technik.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Pendellaststütze bereitgestellt, welche eine Kraftübertragungseinrichtung umfasst, die sich axial auf einer maximalen Länge L erstreckt. Die Kraftübertragungseinrichtung weist an einem ersten Ende eine erste konvexe Fläche, insbesondere gleichmäßig konvexe Fläche, mit einem ersten Krümmungsradius auf. Am gegenüberliegenden zweiten Ende weist die Kraftübertragungseinrichtung eine zweite konvexe Fläche, insbesondere gleichmäßig konvexe Fläche, mit einem zweiten Krümmungsradius auf. Der erste Krümmungsradius und der zweite Krümmungsradius sind dabei so gewählt, dass die Summe des ersten Krümmungsradius und des zweiten Krümmungsradius größer ist als die Länge L. Dadurch, dass die Summe der Radien größer als L sind, wird ein auf erfindungsgemäßen Pendellastfüßen aufstehender Behälter bei lateraler Auslenkung minimal angehoben. Weil ein System aber den energieärmsten Zustand anstrebt, will das Pendel zurückrollen, was sich in einer Rückstellkraft äußert. Zum anderen erzeugt eine derartige Pendellaststütze immer optimale Rückstellkräfte, die den lateralen Auslenkungen aufgrund von Querkräften entgegen wirken. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit Wägezellen und dem Abstützen von hochsensiblen Vorrichtungen von großem Vorteil.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Pendellaststütze eine Bodenplatte auf, die zur Aufnahme des ersten Endes der Kraftübertragungseinrichtung ausgestaltet ist. Die Bodenplatte hat vorteilhaft ebenfalls eine gleichmäßig gekrümmte Fläche, die jedoch konkave, insbesondere gleichmäßig konkav, ist. Die konkave Fläche der Bodenplatte weist einen dritten Krümmungsradius auf. Der dritte Krümmungsradius ist vorteilhaft größer als der erste Krümmungsradius der ersten konvexen Fläche, mit welcher die Kraftübertragungseinrichtung in der konkaven Fläche bzw. Aufnahme der Bodenplatte liegt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn laterale Kräfte auftreten, die größer als 10% der axialen Nennlast sind. Außerdem wird hierdurch verhindert, dass die Kraftübertragungseinrichtung aufgrund von lateralen Kräften seitlich verrutscht.
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Die Pendellaststütze kann eine weitere Fläche aufweisen, auf der sich das zweite Ende, also die zweite konvex geformte Fläche der Krafteinleitungseinrichtung abstützt. Diese Fläche kann vorteilhaft eben sein.
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Vorteilhaft umfasst die Pendellaststütze ein Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil und eine Abdeckung zum hygienischen Verschließen des Gehäuseoberteils. Die Bodenplatte kann im Gehäuseunterteil angeordnet sein. Dabei erstreckt sich die Kraftübertragungseinrichtung von ihrem zweiten Ende ausgehend, das außerhalb des Gehäuseoberteils liegt, durch eine zentrale Öffnung in der Abdeckung und durch das Gehäuseoberteil bis zur Bodenplatte.
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Gemäß einem weiteren Aspekt, ist ein erster O-Ring zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Gehäuse angeordnet. Der erste O-Ring kann zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und einem inneren Umfang des Gehäuseoberteils angeordnet sein. Der erste O-Ring kann derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass er elastisch verformt wird, wenn sich die Kraftübertragungseinrichtung aus der axialen Richtung heraus, also aufgrund von Querkräften, in lateraler bzw. radialer Richtung bewegt, sodass der erste O-Ring eine Rückstellkraft entgegen der Auslenkung aus der axialen Richtung bewirkt. Hierdurch wird eine Zentrierung der Kraftübertragungseinrichtung, insbesondere auch dann, wenn keine Querkräfte anliegen, bewirkt. Ferner summieren sich die Rückstellkräfte, die von den Krümmungsradien der konvexen und ggf. konkaven Flächen und von diesem ersten O-Ring verursacht werden. Schließlich wird durch diesen ersten O-Ring auch eine Dämpfung von Schwingungen erreicht.
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Die Abdeckung kann vorteilhaft fest mit der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt sein. Dadurch bewegt sich die Abdeckung mit der Kraftübertragungseinrichtung bei lateraler bzw. radialer Bewegung (Pendeln) mit. Diese Ausgestaltung kann Vorteile bei der Montage und auch bezüglich der Hygiene aufweisen.
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Vorteilhaft kann die Abdeckung mit einem unteren umlaufenden Rand über einen oberen umlaufenden Rand des Gehäuseoberteils übergreifen. Mit anderen Worten ist die Abdeckung größer als die Öffnung im Gehäuseoberteil. Hierdurch kann ein gutes hygienisches Verschließen des Gehäuses erreicht werden. Ferner kann ein zweiter O-Ring zwischen dem unteren umlaufenden Rand der Abdeckung und dem oberen umlaufenden Rand des Gehäuseoberteils zum hygienischen Abdichten vorgesehen sein.
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Der obere umlaufende Rand des Gehäuseoberteils kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass sich ein (axialer) Abstand zwischen dem unteren umlaufenden Rand der Abdeckung und dem oberen umlaufenden Rand des Gehäuseoberteils bei einer Auslenkung aus der axialen Richtung nicht wesentlich vergrößert, also im Wesentlichen gleich groß bleibt. Hierdurch kann eine optimale Abdichtung und eine verbesserte Hygiene erreicht werden.
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Die Kraftübertragungseinrichtung kann insbesondere einen Lastpin und ein unteres Abstützelement umfassen, die miteinander gekoppelt werden. Das untere Abstützelement weist dann bspw. die erste konvexe Fläche auf. Der Lastpin weist in diesem Fall die zweite konvexe Fläche auf.
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Der Lastpin kann eingerichtet sein, um mit einer Messzelle bzw. Wägezelle gekoppelte zu werden. Die Messzelle bzw. Wägezelle kann zur Aufnahme bzw. Kopplung des Lastpins einen Krafteinleitungsbereich aufweisen. Der Krafteinleitungsbereich kann eine Krafteinleitungsfläche aufweisen. Diese Krafteinleitungsfläche ist vorteilhaft eben, also weder konvex noch konkav gekrümmt.
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Die Krafteinleitungsfläche kann am Ende eines Sackloches liegen. Die Kraftübertragungseinrichtung kann bei dieser Ausgestaltung eine Verdreh-Sicherung aufweisen, um beim Eindrehen des Lastpins in das untere Abstützelement das untere Abstützelement im Gehäuse zu fixieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden werden die Merkmale und Aspekte der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert, dabei zeigt:
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1 eine vereinfachte Seitenansicht mit einem teilweisen Schnitt einer Pendellaststütze gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine vereinfachte Draufsicht auf die Pendellaststütze gemäß 1,
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3 eine vereinfachte Schnittansicht der Pendellaststütze gemäß 1 und 2 entlang der Schnittlinie A-A aus 2,
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4 eine vereinfachte Schnittansicht der Krafübertragungseinrichtung einer Pendellaststütze gemäß der 1, 2 und 3 entlang der Schnittlinie A-A aus 2,
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5 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Pendellaststütze gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
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6 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Pendellaststütze gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 ist eine vereinfachte Seitenansicht mit einem teilweisen Schnitt einer Pendellaststütze 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Pendellaststütze 1 umfasst unter anderem eine Kraftübertragungseinrichtung 2, von welcher lediglich der Lastpin 3 in dieser Darstellung zu sehen ist. Die Kraftübertragungseinrichtung 2 wird später unter Bezugnahme auf die 3 und 4 genauer beschrieben. In dieser Darstellung ist ferner ein Gehäuseunterteil 6 und ein Gehäuseoberteil 7 zu erkennen sowie eine Abdeckung 8, die ebenfalls Bestandteil der Pendellaststütze 1 sind. In dieser Darstellung ist im Bereich des Schnitts ferner eine Bohrung 11 zu erkennen, welche dazu dient das Gehäuseunterteil 6 am Boden bzw. an einem nicht dargestellten Adapterteil bspw. mit Schrauben zu befestigen.
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Der Lastpin 3 ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass er zum Beispiel an eine Messzelle bzw. Wägezelle 13 gekoppelt werden kann, die hier lediglich sehr vereinfacht im Schnitt dargestellt ist. Die Wägezelle bzw. Messzelle 13 weist vorteilhaft eine Öffnung in Form eines Sacklochs 14 auf, in dem sich eine ebene Krafteinleitungsfläche 15 befindet, auf welche sich der Lastpin 3 mit seinem oberen Ende E2 aufstützt. Die Pendellaststütze 1 umfasst gemäß einem Aspekt auch zumindest die ebene Krafteinleitungsfläche 15.
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Auf der der Wegezelle 13 gegenüber liegenden Seite besitzt die Pendellaststütze 1 eine Auflagefläche 16, mit der die Pendellaststütze 1 auf dem Boden aufliegt und über den die Pendellaststütze 1 vorteilhaft am Boden befestigt werden kann.
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2 ist eine vereinfachte Draufsicht auf die Pendellaststütze 1 gemäß 1. Aus dieser Perspektive ist lediglich der Lastpin 3, die Abdeckung 6 und der obere Gehäuseteil 7 zu erkennen. Ferner ist die Schnittlinie A-A eingetragen, auf welche sich die nachfolgende 3 bezieht.
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3 ist eine vereinfachte Schnittansicht der Pendellaststütze 1 gemäß 1 und 2 entlang der Schnittlinie A-A aus 2. Aus 3 ist insbesondere zu entnehmen, wie sich die Kraftübertragungseinrichtung 2 in Inneren des Gehäuses 6, 7 erstreckt. Ferner sind wieder das Gehäuseunterteil 6, das Gehäuseoberteil 7, die Abdeckung 8 und einige weitere Elemente zu erkennen.
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Zunächst wird jedoch auf 4 näher eingegangen, welche isoliert die Kraftübertragungseinrichtung 2 darstellt.
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4 ist eine vereinfachte Schnittansicht der Kraftübertragungseinrichtung 2 einer Pendellaststütze 1 gemäß der 1, 2 und 3 entlang der Schnittlinie A-A aus 2. Die Kraftübertragungseinrichtung 2 umfasst den Lastpin 3 und ein unteres Abstützelement 17, welches fest mit dem Lastpin 3 verbunden ist. Ferner ist hier die Abdeckung 8 ebenfalls als Bestandteil der Kraftübertragungseinrichtung 2 dargestellt. Der Lastpin 3 erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung der Abdeckung 8 und ist mit dieser weitgehend fest gekoppelt. Die Abdeckung 8 stützt sich auf dem unteren Abstützelement 17 ab. Die hier dargestellten Bestandteile der Kraftübertragungseinrichtung 2 sind vorteilhaft fest miteinander gekoppelt, insbesondere verschraubt.
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Die Kraftübertragungseinrichtung 2 weist ein erstes unteres Ende E1 und zweites oberes Ende E2 aufweist. Die Kraftübertragungseinrichtung 2 erstreckt sich in axialer Richtung AX auf einer maximalen Länge L vom ersten Ende E1 bis zum zweiten Ende E2. Am ersten unteren Ende E1 ist die Kraftübertragungseinrichtung 2 vorzugsweise gleichmäßig konvex geformt und besitzt somit eine gleichmäßig konvexe Fläche F1. Dieser Fläche ist ein Krümmungsradius R1 zugeordnet, welcher die konvexe Krümmung dieser Fläche beschreibt.
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An der gegenüberliegenden Seite, am vorliegenden Beispiel am oberen Ende des Lastpins 3, also am zweiten Ende E2, befindet sich ebenfalls eine konvex gekrümmte zweite Fläche F2, die vorzugsweise ebenfalls gleichmäßig konvex gekrümmt ist. Dieser konvex gekrümmten Fläche ist der Krümmungsradius R2 zugeordnet. Ein Merkmal der Kraftübertragungseinrichtung 2 besteht nun darin, dass der erste Krümmungsradius R1 und der zweite Krümmungsradius R2 so gewählt sind, dass die Summe aus dem ersten Krümmungsradius R1 und dem zweiten Krümmungsradius R2 größer ist als der maximale Abstand L der beiden Flächen F1 und F2, bzw. die maximale Länge der Kraftübertragungseinrichtung 2 in axialer Richtung AX.
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3 zeigt wie die Kraftübertragungseinrichtung 2 innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Die Pendellaststütze 1 ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass sie insbesondere Querkräfte, also in Kräfte in Richtung AR (lateral bzw. radial), die nicht in axialer Richtung AX liegen, optimal kompensieren kann. Hierzu weist die Pendellaststütze 1 vorteilhaft die Kraftübertragungseinrichtung 2 auf, die sich axial (in Richtung AX) auf einer maximalen Länge L erstreckt, wobei die Kraftübertragungseinrichtung 2 an einem ersten Ende E1 eine erste gleichmäßig konvexe Fläche F1 mit einem ersten Krümmungsradius R1 und an einem gegenüberliegenden, zweiten Ende E2 eine zweite gleichmäßig konvexe Fläche F2 mit einem zweiten Krümmungsradius R2 aufweist. Dabei ist der erste Krümmungsradius R1 und der Krümmungsradius R2 so gewählt, dass die Summe des ersten Krümmungsradius R1 und des zweiten Krümmungsradius R2 größer als die Länge L ist.
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Zudem umfasst die Pendellaststütze 1 eine Bodenplatte bzw. Einsatzplatte 5, die sowohl als separate Komponente, aber auch als integraler Bestandteil des Gehäuseunterteils 6 ausgeführt sein kann. Die Kraftübertragungseinrichtung 2 stützt sich mit dem ersten Ende E1, insbesondere der ersten Fläche F1 auf der Bodenplatte 5 ab. Die Bodenplatte 5 wiederum weist eine Aufnahme (bspw. in einem zentralen Bereich) mit einer Fläche F3 auf, die gleichmäßig konkav mit dem Krümmungsradius R3 geformt ist. Hier gilt, dass der dritte Krümmungsradius R3 der konkaven Oberfläche der Bodenplatte 5 größer ist als der erste Krümmungsradius R1 der ersten konvexen Fläche der Kraftübertragungseinrichtung 2. Durch diesen Aspekt werden insbesondere Querkräfte im Bereich von mehr als 10% der axialen Nennlast besser ausgeglichen. Ferner wird vermieden, dass das erste Ende E1 aus dem Zentrum der konkaven Fläche E3 der Bodenplatte 5 beim Auftreten von Querkräften herausrutscht.
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Die Pendellaststütze 1 umfasst gemäß 3 das Gehäuseunterteil 6, das Gehäuseoberteil 7 und eine Abdeckung 8 zum hygienischen Verschließen des Gehäuseoberteils 7. Die Bodenplatte 5 ist in dem Gehäuseunterteil 6 angeordnet. Die Kraftübertragungseinrichtung 2 erstreckt sich von ihrem zweiten Ende E2 ausgehend, das außerhalb des Gehäuseoberteils 7 liegt, durch eine zentrale Öffnung 18 in der Abdeckung 8 und durch das Innere des Gehäuseoberteils 7 bis zur Bodenplatte 5.
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Vorteilhaft ist ein erster O-Ring 9 zwischen der Kraftübertragungseinrichtung 2 und einem inneren Umfang 19 des Gehäuses bzw. Gehäuseoberteils 7 angeordnet. Dieser erste O-Ring 9 wird elastisch verformt, wenn sich die Kraftübertragungseinrichtung 2, insbesondere der Lastpin 3 im oberen Teil der Kraftübertragungseinrichtung 2 aus der axialen Richtung AX in lateraler bzw. radialer Richtung AR heraus bewegt. Aufgrund der elastischen Verformung des ersten O-Rings 9 wird eine Rückstellkraft entgegen der Auslenkung aus der axialen Richtung AX bewirkt. Hierdurch wird eine Zentrierung, insbesondere auch im Ruhezustand (ohne Querkraft und/oder Last) erreicht. Ferner wird durch den ersten O-Ring 9 auch eine Schwingungsdämpfung bewirkt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt, wird der erste O-Ring 9 je nach Laststufe, also nach zu erwartender maximaler Last bzw. der zu erwartenden Nennlast, unterschiedlich ausgeführt. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die maximale laterale Auslenkung, also in radialer Richtung AR, höchstens 2,5 mm bis 3 mm beträgt. Der O-Ring 9 wird laststufenabhängig so gewählt, dass die Summe der durch die Pendellaststütze aufzunehmenden Querkräfte ca. 20 % der Nennlast entspricht. Der O-Ring 9 nimmt dabei Querkräfte entsprechend etwa 5 % der Nennlast auf, bzw. leitet diese ab.
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In 3 ist ferner zu erkennen, dass in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Verdreh-Sicherung 24 vorgesehen ist. Diese dient dazu, das untere Abstützelement 17 festzuhalten, wenn der Lastpin 3 zur Montage in das untere Abstützelement 17 eingeschraubt wird. In anderen Worten umfasst die Pendellaststütze eine Verdrehsicherung 12, 24, die ausgestaltet ist, um bei einem Eindrehen des Lastpins 3 in das untere Abstützelement 17, das untere Abstützelement 17 im Gehäuse (insbesondere radial) zu fixieren.
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Wie bereits ausgeführt ist die Abdeckung 8 mit der Kraftübertragungseinrichtung 2, insbesondere dem Lastpin 3 fest verbunden, sodass sich die Abdeckung 8 zusammen mit der Kraftübertragungseinrichtung 2 beim Pendeln hin und her bewegen kann. Die Abdeckung 8 greift mit einem unteren (äußeren) umlaufenden Rand 20 über einen oberen umlaufenden Rand 21 des Gehäuseoberteils 7 über. Die Pendellaststütze umfasst hierfür optional einen zweiten O-Ring 10. Der zweite O-Ring befindet sich zwischen dem unteren äußeren umlaufenden Rand 20 der Abdeckung 8 und dem oberen umlaufenden Rand 21 des Gehäuseoberteils 7 und dient zum hygienischen Abdichten.
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In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der obere umlaufende Rand 21 des Gehäuseoberteils 7 so ausgestaltet, dass sich ein Abstand zwischen dem unteren äußeren umlaufenden Rand 20 der Abdeckung 8 und dem oberen umlaufenden Rand des Gehäuseoberteils 7 bei einer Auslenkung aus der axialen Richtung AX in radialer Richtung AR nicht wesentlich vergrößert, insbesondere im Wesentlichen gleich groß bleibt. Hierzu ist eine Krümmung KR außen am umlaufenden oberen Rand 21 des Gehäuseoberteils 7 vorgesehen, die mit zunehmender Entfernung vom Zentrum bzw. Mittelpunkt der Pendellaststütze 1 abnimmt.
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5 ist eine weitere vereinfachte perspektivische Darstellung der Pendellaststütze 1 aus den 1 bis 4. In dieser Perspektive ist die Pendellaststütze 1 nun von unten dargestellt. Hier sind die Öffnungen 11 zu erkennen, über welche die Pendellaststütze 1 an weitere Elemente, Adapterplatten oder eine Bodenplatte angekoppelt werden kann.
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6 ist eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Pendellaststütze
1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hier ist nun statt dem Gehäuseunterteil
6 alternativ die Bodenfixierplatte
23 dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel an das Gehäuse der Pendellaststütze
1 gekoppelt ist. Diese Bodenfixierplatte
23 weist vorteilhaft Öffnungen
22 auf, über welche die Bodenfixierplatte
23 am Boden befestigt werden kann. Desweiteren weist die Bodenfixierplatte
23 auch eine Bodenplatte
5 und ein Abstützelement
17 auf, wie sie bereits aus
3 bekannt sind. Die Bodenplatte
5 und das Abstützelement
17 sind hier aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch zeichnerisch nicht dargestellt. Bezugszeichenliste
| 1 | Pendellaststütze |
| 2 | Kraftübertragungseinrichtung |
| E1 | Erstes Ende |
| E2 | Zweites Ende |
| F1 | Erste konvexe Fläche |
| F2 | Zweite konvexe Fläche |
| F3 | Konkave Fläche |
| R1 | Erster Krümmungsradius |
| R2 | Zweiter Krümmungsradius |
| R3 | Dritter Krümmungsradius |
| KR | Krümmung oberer Rand des Gehäuses |
| L | Maximale Länge der Kraftübertragungseinrichtung |
| 3 | Lastpin |
| 5 | Einsatzplatte-Bodenplatte |
| 6 | Gehäuseunterteil |
| 7 | Gehäuseoberteil |
| 8 | Abdeckung |
| 9 | Erster O-Ring-Rückstellkraft-Zentrierung |
| 10 | Zweiter O-Ring-Abdichtung Abdeckung |
| 11 | Bohrung |
| 12 | Zylinderstift |
| 13 | Messzelle, Wägezelle |
| 14 | Sackloch in Messzelle, Wägezelle 13 |
| 15 | Krafteinleitungsfläche der Messzelle bzw. Wägezelle 13 |
| 16 | Auflagefläche |
| 17 | Unteres Abstützelement |
| 18 | Zentrale Öffnung in Abdeckung |
| 19 | Innerer Umfang des Gehäuseoberteils |
| 20 | Unterer äußerer umlaufender Rand der Abdeckung |
| 21 | Oberer äußerer umlaufender Rand des Gehäuseoberteils |
| 22 | Öffnung in Bodenfixierplatte |
| 23 | Bodenfixierplatte |
| 24 | Verdrehsicherung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/197065 A1 [0003]
- US 6150619 [0003]
