DE1204420B

DE1204420B - Coarse and fine scales

Info

Publication number: DE1204420B
Application number: DES75662A
Authority: DE
Inventors: Philipp Gieb; Wilhelm Nuernberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-09-08
Filing date: 1961-09-08
Publication date: 1965-11-04

Description

Grob- und Feinwaage Die Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung mit einer einen vorbestimmten Teil der zu messenden Last ausgleichenden Grobwaage ohne Anzeige und einer sich nach Überschreiten dieses vorbestimmten Teiles der Last einschaltenden Feinwaage hoher Empfindlichkeit in Form eines biegsamen Federelementes, wobei die Auslenkung der Feinwaage durch Dehnungsmeßstreifen gemessen wird. Solche Einrichtungen werden beispielsweise benötigt, wenn es sich darum handelt, eine größere Anzahl gleicher Gewichtsmengen laufend abzuwiegen und nur der vorgegebene Gewichtswert und seine nähere Umgebung messend verfolgt werden sollen.Coarse and fine scales The invention relates to a weighing device a coarse scale compensating a predetermined part of the load to be measured without Display and one that turns on after this predetermined part of the load has been exceeded Fine balance of high sensitivity in the form of a flexible spring element, the The deflection of the fine balance is measured by strain gauges. Such facilities are required, for example, when it is a question of a larger number Weigh the same weight quantities continuously and only the specified weight value and its immediate surroundings are to be followed by measuring.

Grob-Fein-Waagen, bei denen die Anzeige eines nicht interessierenden, von Null ausgehenden Meßbereiches unterdrückt ist und bei denen erst nach Erreichen einer vorgegebenen Belastung eine Feinwaage eingeschaltet wird, sind bekannt, beispielsweise in Form einer Laufgewichtswaage als Grob-Wiegeeinrichtung, die vermittels des Laufgewichtes auf den unteren Wert des interessierenden Meßbereiches eingestellt wird und sich im Augenblick des Erreichens des Gleichgewichtes kraftschlüssig auf einen mit dem Laufgewichtsarm gekoppelten Biegestab abstützt. Die Auslenkung des Biegestabes als Maß für die Belastung wird auf elektrische Weise über Stufenkontakte oder Dehnungsmeßstreifengeber angezeigt. Eine solche Wiegeeinrichtung ist auf Grund ihrer mechanischen Beschaffenheit umfänglich und aufwendig. Es sind weiter Grob-Fein-Waagen bekannt, bei denen durch Unterdrückung des nicht interessierenden Meßbereiches auf elektrischem Wege und durch Spreizung der Skala eine hohe Ablesegenauigkeit erreicht wird. Die Genauigkeit des Meßsystems an sich wird jedoch nicht vergrößert. Coarse-fine balances where the display of a non-interesting, measuring range starting from zero is suppressed and only after reaching A precision balance is switched on a predetermined load, are known, for example in the form of a running weight scale as a coarse weighing device, which by means of the running weight is set to the lower value of the measuring range of interest and at the moment of reaching equilibrium, force-fit on one with the Barrel weight coupled flexible rod supported. The deflection of the bending rod as The load is measured electrically using step contacts or strain gauges displayed. Such a weighing device is due to its mechanical nature extensive and complex. There are also coarse-fine scales known in which by Suppression of the measuring range of no interest by electrical means and high reading accuracy is achieved by spreading the scale. The precision however, the measurement system itself is not enlarged.

Eine größere Genauigkeit bei sehr einfachem Aufbau und geringer Störanfälligkeit unter Vermeidung der bei bekannten Grob-Fein-Waagen auftretenden Nachteile ergibt eine Wiegevorrichtung, die eine einen vorbestimmten Teil der zu messenden Last ausgleichende Grobwaage ohne Anzeige und eine sich nach Überschreiten dieses vorbestimmten Teiles der Last einschaltende Feinwaage hoher Empfindlichkeit in Form eines biegsamen Federelementes aufweist, wobei die Auslenkung der Feinwaage durch Dehnungsmeßstreifen gemessen wird, wenn diese so ausgebildet ist, daß erfindungsgemäß ein als Grobwaage dienendes biegsames Federelement sich nach Überschreiten seiner Ausgleichskraft auf die parallelgeschaltete Feinwaage ab stützt. Greater accuracy with a very simple structure and less susceptibility to failure while avoiding the disadvantages occurring in known coarse-fine scales a weighing device that balances a predetermined portion of the load to be measured Coarse scale without display and one after exceeding this predetermined part the load switching high sensitivity precision balance in the form of a flexible spring element having, the deflection of the fine balance measured by strain gauges is, if this is designed so that according to the invention a serving as a coarse balance flexible spring element, after exceeding its compensatory force on the parallel-connected Fine balance supports.

Ist die zu wiegende Masse z. B. 100 kg und ist eine maximale Sollwertabweichung von z. B. +5 kg zu erwarten, so wird die Grobwaage so bemessen, daß sie bei einer Belastung von 95 kg auf die Feinwaage einwirkt. Die eigentliche, das Gewicht in äquivalente elektrische Größen umformende und anzeigende Meßeinrichtung braucht also nur für 10 kg ausgelegt zu werden. Is the mass to be weighed e.g. B. 100 kg and is a maximum target value deviation from Z. B. +5 kg to be expected, the coarse scale is dimensioned so that it is at a Load of 95 kg acts on the fine scale. The real, the weight in Equivalent electrical quantities converting and indicating measuring device needs so it can only be designed for 10 kg.

Ist der Systemfehler der beispielsweise aus einem Meßwertgeber, einem Kompensator und einem Anzeigeinstrument bestehenden, von der Feinwaage beaufschlagten, elektrischen Meßeinrichtung z. B. If the system error is caused, for example, by a transducer, a Compensator and a display instrument, acted upon by the fine balance, electrical measuring device z. B.

3 O/oo des Vollausschlages, hier bei 10 kg, so wird der Fehler, bezogen auf das Gesamtgewicht von 100 kg, etwa 0,3 O/oo.3 O / oo of the full scale, here at 10 kg, the error is related on the total weight of 100 kg, about 0.3 o / oo.

Die Wiegegenauigkeit der ganzen Anlage kann demgemäß erheblich erhöht, in diesem Beispiel etwa um das Zehnfache einer entsprechenden Anlage mit elektrischer Nullpunktunterdrückung, werden. The weighing accuracy of the entire system can accordingly be increased considerably, in this example around ten times that of a corresponding system with electrical Zero point suppression.

In Ausbildung der Erfindung stützt sich ein einseitig eingespannter Biegebalken als Grobwaage über eine an seinem freien Ende angeordnete, voreinstellbare und arretierbare Anschlagvorrichtung in Form einer Schraube auf den Biegebalken der Feinwaage beim Überschreiten seiner Ausgleichskraft ab. Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß in einem als Grobwaage dienenden federnden Ring am Lastangriffspunkt ein kleinerer Ring als Feinwaage befestigt ist, welcher sich auf eine, dem Lastangriffspunkt gegenüberliegende Stelle ortsfest ange- ordnete, arretierbare Schraube beim Überschreiten der Ausgleichskraft des Ringes abstützt. Es sind zwar Wiegevorrichtungen mit zwei federnden Ringen bekannt, die in Lastangriffsrichtung fest miteinander verbunden sind, also eine H ntereinanderschaltmtg federnder Elemente darstellen, während es sich bei der vorgeschlagenen Anordnung um eine Parallelschaltung von federnden Elementen handelt, wobei durch entsprechende Auslegung des kleineren Ringes ein hohes Auflösungsvermögen in dem interessierenden Meßbereich erzielt werden kann. Bei der bekannten Anordnung mit zwei Ringen wird nur eine Art Meßbereichsumschaltung erreicht, die naturgemäß ein kleineres Auflösungsvermögen mit sich bringt. In the embodiment of the invention, a one-sided clamped person is supported Bending beam as a coarse balance via a pre-adjustable one arranged at its free end and lockable stop device in the form of a screw on the bending beam the fine balance when its balancing force is exceeded. In another embodiment it is provided that in a resilient ring serving as a coarse balance at the load application point a smaller ring is attached as a fine balance, which is on one, the load application point opposite point stationary arranged, lockable screw when the compensating force of the ring is exceeded. It is true that there are weighing devices known with two resilient rings, which are firmly together in the direction of load application are connected, i.e. represent a series of resilient elements, while the proposed arrangement is a parallel connection of is resilient elements, whereby by appropriate design of the smaller ring a high resolving power can be achieved in the measurement area of interest. In the known arrangement with two rings, only one type of measuring range switchover is required achieved, which naturally brings a lower resolution with it.

Eine insbesondere zur Verwendung an Kranhaken od. dgl. vorgesehene Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine am Rand eingespannte Membran als Grobwaage in ihrer Mitte eine Lastangriffsvorrichtung sowie einen mit dieser fest verbundenen, darüberstehenden Bügel trägt, welcher sich mit der voreinstellbaren Anschlagvorrichtung auf einen mit dem Biegebalken der Feinwaage fest verbundenen Anschlag abstützt. One particularly intended for use on crane hooks or the like Embodiment is characterized in that a membrane clamped at the edge as a coarse balance in its middle a load application device and one with this permanently connected, overhanging bracket carries, which is with the presettable Stop device on one firmly connected to the bending beam of the precision balance Stop supports.

Die Erfindung wird an Hand der oben angeführten Ausführungsbeispiele, welche in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, im folgenden einzeln beschrieben. The invention is based on the above-mentioned exemplary embodiments, which are shown in Figs. 1 to 4, described individually below.

In Fig. 1 dient als Grobwaage ein einseitig eingespannter Biegebalken 1, der an seinem freien Ende eine Anschlagvorrichtung, bestehend aus einer Schraube 2 mit Gegenmutter 3, besitzt, die so einstellbar ist, daß sie sich bei einer einem vorgegebenen Gewicht entsprechenden Belastung auf die Feinwaage, hier ein ebenfalls einseitig eingespannter Biegebalken 4, abstützt. Auf dem Biegebalken 4 sind ein oder mehrere Dehnungsmeßstreifen 5 angebracht, die in bekannter Weise über nicht gezeichnete Zwischenglieder eine Anzeigeeinrichtung betätigen. Da der Biegebalken 4 nur einen Bruchteil der Gesamtbelastung aufzunehmen hat, kann er den gegebenen Verhältnissen entsprechend kleiner und aus elastisch weicherem Material als der Biegebalken 1 gefertigt werden. Um eine Überlastung der Wiegevorrichtung zu vermeiden, ist noch ein Anschlag 6 vorgesehen, auf den sich die beiden Biegebalken bei Überlast abstützen. In Fig. 1, a cantilevered bending beam is used as a coarse balance 1, at its free end a stop device consisting of a screw 2 with lock nut 3, which is adjustable so that it is at a one given weight corresponding load on the fine scale, here also one cantilevered bending beam 4 is supported. On the bending beam 4 are a or several strain gauges 5 attached, which in a known manner do not have Drawn intermediate links operate a display device. Because the bending beam 4 only has to absorb a fraction of the total burden, he can do the given Correspondingly smaller and made of elastically softer material than the Bending beam 1 are made. To avoid overloading the weighing device, a stop 6 is also provided, on which the two bending beams are in the event of overload prop up.

Eine andere Ausführungsform ist in F i g. 2 dargestellt. Hier ist die Grobwaage ein federnder Ring 7, der durch die am Lasthaken 8 hängende Last gedehnt wird. In ihm ist an einer im Lastangriffspunkt liegenden Stelle ein als Feinwaage dienender, kleinerer, federnder Ring 9 befestigt, der sich bei Erreichen einer vorgegebenen und mit der Anschlagvorrichtung, bestehend aus Schraube 2' mit Kontermutter 3', einstellbaren Belastung auf der Anschlagvorrichtung abstützt. Der auf diesem Ring 9 angebrachte Dehnungsmeßstreifen5 gibt entsprechend der Beschreibung zur F i g. 1 die Gewichtsangaben in elektrischer Form. Auch hier sind, um einer Beschädigung der Wiegevorrichtung durch Überlast zu begegnen, Anschläge 6 vorgesehen. Another embodiment is shown in FIG. 2 shown. Here is the coarse balance is a resilient ring 7 which is stretched by the load hanging on the load hook 8 will. In it is a precision balance at a point in the load application point Serving, smaller, resilient ring 9 attached, which is when a predetermined and with the stop device, consisting of screw 2 'with lock nut 3', adjustable load is supported on the stop device. The one on this ring 9 attached strain gauges 5 are in accordance with the description for FIG. 1 the weight information in electrical form. Again are around damage To counter the weighing device by overloading, stops 6 are provided.

F i g. 3 und 4 veranschaulichen in zwei Ansichten eine vollständig ausgeführte, in einen Lastzug einzuschaltende Wiegevorrichtung nach der Erfindung. F i g. 3 and 4 fully illustrate one in two views executed weighing device according to the invention to be switched on in a truck trailer.

Als Grobwaage dient hier eine am äußeren Rand eingespannte Membran 10, in deren Mitte ein die in einem Kugellager schwenk- und drehbare Lastöse 11 enthaltendes Bauelement 12 zur Lasteinleitung ange- ordnet ist. Auf dieses ist eine abgestufte Platte 13 aufgeschraubt, die einen bügelförmigen Aufbau 14 trägt. Im rechten Winkel zu dem bügelförmigen Aufbau 14 ist auf einer Grundplatte 15 ein weiterer bügelförmiger Aufbau 16 angeordnet, an dessen einer waagerechten Wand als Feinwaage ein Biegebalken 17 angebracht ist. Der Biegebalken 17 ist an seinem freien Ende verdickt; dort ist ein Krafteinleitungskörper befestigt in Form von zwei trapezförmigen Platten 18, die durch zwei Traversen 19 so verbunden sind, daß sich der Biegebalken zwischen den trapezförmigen Platten bewegen kann.A membrane clamped at the outer edge serves as a rough balance 10, in the middle of which a lifting eye 11, which can be pivoted and rotated in a ball bearing containing component 12 for load introduction. is arranged. On top of this is one screwed stepped plate 13, which carries a bow-shaped structure 14. in the Another right angle to the bow-shaped structure 14 is on a base plate 15 bow-shaped structure 16 arranged, on one horizontal wall as a fine balance a bending beam 17 is attached. The bending beam 17 is at its free end thickened; A force application body is attached there in the form of two trapezoidal ones Plates 18 which are connected by two cross members 19 so that the bending beam can move between the trapezoidal plates.

Die obere, etwa über der Mitte des Biegebalkens 17 angebrachte Traverse enthält eine Kugelkalotte 20 zur Krafteinleitung. Auf dem Biegebalken 17 sind Meßwertgeber in Form von Dehnungsmeßstreifen 5 aufgeklebt. Wird die Lastöse 11 belastet, so biegt sich die eingespannte Membran 10 nach unten durch und das durch eine Öffnung 21 in der Grundplatte 15 ragende Bauelement 12 mit der auf ihr angeordneten Platte 13 und dem Bügel 14 bewegt sich ebenfalls in Lastangriffsrichtung. Bei Erreichen einer vorgegebenen Last drückt eine im waagerechten Teil des Bügels 14 angebrachte Anschlagvorrichtung, bestehend aus Schrauben2" und Kontermutter3", auf die Kugelkalotte 20 und wirkt von dort über die Krafteinleitungskörper auf die Feinwaage, nämlich den Biegebalken 17 ein. Der weitere Meßvorgang gleicht dem bereits in Fig. 1 beschriebenen. Bei Überlast liegt der Stufenrand der Platte 13 auf dem Rand der Öffnung 21 in der Grundplatte 15 auf. The upper cross member attached approximately over the middle of the bending beam 17 contains a spherical cap 20 for introducing force. On the bending beam 17 are transducers glued on in the form of strain gauges 5. If the shackle 11 is loaded, it bends the clamped membrane 10 goes down through an opening 21 in the base plate 15 projecting component 12 with the plate arranged on it 13 and the bracket 14 also moves in the direction of load application. Upon reaching a predetermined load presses a mounted in the horizontal part of the bracket 14 Stop device, consisting of screws 2 "and lock nuts 3", on the spherical cap 20 and acts from there via the force introduction body on the precision balance, namely the bending beam 17. The further measuring process is similar to that already described in FIG. In the event of an overload, the step edge of the plate 13 lies on the edge of the opening 21 in the Base plate 15 on.

Claims

Claims: 1. Weighing device with a predetermined one Part of the load balancing scale without display and a self after exceeding this predetermined part of the load switching on fine balance high sensitivity in the form of a flexible spring element, the deflection the fine balance is measured by strain gauges, d a - characterized by, that a flexible spring element (1, 7, 10) serving as a coarse balance, after exceeding its balancing force is based on the precision balance (4, 9, 17) connected in parallel.

2. Weighing device according to claim 1, characterized in that a cantilevered bending beam (1) as a coarse balance is about one on his free end arranged, presettable and lockable stop device in Shape of a screw (2, 3) on the bending beam (4) of the fine balance when exceeded its balancing force is supported.

3. Weighing device according to claim 1, characterized in that in a resilient ring (7) serving as a coarse balance at the load application point, a smaller one Ring (9) is attached as a fine balance, which is on one of the load application point opposite point stationary, lockable screw (2 ', 3') at Exceeding the compensating force of the ring (7) is supported.

4. Weighing device according to claim 1, characterized in that a membrane (10) clamped at the edge as a rough balance in its center a load application device (11, 12, 13) and one with this firmly connected, overlying Bracket (14), which is connected to the pre-adjustable stop device (2 ", 3 ") on a stop (18, 19, 20).

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,048428; U.S. Patent No. 2421222, 2681566; “La metallurgy et la construction mecanique ", Vol. 88, 1956, pp. 497 to 499.