DE19859991A1 - Kraftmeßvorrichtung, isnbesondere Wägezelle II - Google Patents
Kraftmeßvorrichtung, isnbesondere Wägezelle IIInfo
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Abstract
Bei einer Kraftmeßvorrichtung, insbesondere Wägezelle, mit einem feststehenden Teil, einem mit dem feststehenden Teil verbundenen und zur Aufnahme der zu messenden Kraft dienenden Lastaufnehmer, der durch die zu messende Kraft bezüglich dem feststehenden Teil auslenkbar ist, und einem über ein erstes Verbindungselement mit dem Lastaufnehmer und über ein in seiner Längsrichtung von dem ersten Verbindungselement beabstandetes zweites Verbindungselement um eine senkrecht zu seiner Längsrichtung verlaufende Hebelachse verschwenkbar mit dem feststehenden Teil verbundenen Hebel zum Übertragen der Auslenkung des Lastaufnehmers auf einen von dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement in seiner Längsrichtung beabstandeten Ausgabebereich des Hebels mit einem veränderbaren Übertragungsverhältnis wird eine Weiterbildung vorgeschlagen, bei der der Hebel mindestens drei in seiner Längsrichtung voneinander beabstandete, jeweils zum Befestigen eines der Verbindungselemente ausgelegte Befestigungsbereiche aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßvorrichtung, insbe
sondere Wägezelle, mit einem feststehenden Teil, einem mit
dem feststehenden Teil verbundenen und zur Aufnahme der zu
messenden Kraft dienenden Lastaufnehmer, der durch die zu
messende Kraft bezüglich dem feststehenden Teil auslenkbar
ist, und einem über ein erstes Verbindungselement mit dem
Lastaufnehmer und über ein in seiner Längsrichtung von dem
ersten Verbindungselement beabstandetes zweites Verbindungs
element um eine Hebelachse verschwenkbar mit dem feststehen
den Teil verbundenen Hebel zum Übertragen der Auslenkung des
Lastaufnehmers auf einen von dem ersten Verbindungselement
und dem zweiten Verbindungselement in seiner Längsrichtung
beabstandeten Ausgabebereich des Hebels mit einem veränderba
ren Übertragungsverhältnis.
Derartige Kraftmeßvorrichtungen sind beispielsweise in
der CH 591 684 beschrieben. Dabei wird davon ausgegangen, daß
in vielen Fällen ausgehend von einem Wägezellengrundtyp eine
oder mehrere Folgetypen abgeleitet werden, die sich hinsicht
lich des Wägebereichs oder der Auflösung von dem Grundtyp un
terscheiden. Zur Reduzierung der Anzahl der zur Herstellung
dieser Wägezellentypen notwendigen Bauteile wird in der ge
nannten Schrift vorgeschlagen, das Übertragungsverhältnis des
zur Übertragung der Auslenkung des Lastaufnehmers auf eine an
seinem Ausgabebereich festgelegte und in einem Magnetspalt
eines an dem feststehenden Teil festgelegten Magnetsystems
aufgenommene Kompensationsspule eines elektromagnetischen
Kraftkompensationssystems dienenden Hebels zu verändern. Zu
diesem Zweck wird in der genannten Schrift vorgeschlagen,
einen einarmigen Hebel über ein in Form von zwei Zug-
Biegelagern ausgeführtes Verbindungselement um die durch die
Zug-Biegelager festgelegte Hebelachse verschwenkbar an dem
feststehenden Teil zu befestigen, wobei die Länge des Hebel
arms zwischen der Hebelachse und einem zur Befestigung des
Hebels an dem Lastaufnehmer dienenden Befestigungsbereich mit
Hilfe von Distanzstücken verändert werden kann. Dazu können
die Distanzstücke der bekannten Wägezelle einerseits zwischen
dem Hebel und den zur Befestigung an dem feststehenden Teil
dienenden Zug-Biegelagern und andererseits zwischen diesen
Zug-Biegelagern und dem feststehenden Teil angeordnet werden.
Weiter wird in der genannten Schrift vorgeschlagen, entspre
chende Distanzstücke auch zwischen einem zur Herstellung der
Verbindung zwischen dem Lastaufnehmer und dem Hebel dienenden
Befestigungselement in Form eines Zug-Biegelagers und dem
Lastaufnehmer und/oder zwischen diesem Zug-Biegelager und dem
entsprechenden Verbindungsbereich des Hebels anzuordnen. Eine
ähnliche Wägezelle, bei der das Übertragungsverhältnis eines
zweiarmigen Hebels durch die Anordnung entsprechender Di
stanzstücke veränderbar ist, wird in der CH 591 685 beschrie
ben.
Der Wägebereich dieser bekannten Wägezellen kann durch
Änderung der Lage der Distanzstücke und die dadurch erreichte
Änderung des Übertragungsverhältnisses zwischen der Auslen
kung des Lastaufnehmers und der Auslenkung der an dem Ausga
bebereich des Hebels befestigten Kompensationsspule zwischen
mindestens zwei Werten ausgewählt werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die bei Einsatz der be
kannten Wägezellen zur Änderung des Wägebereichs benötigte
Änderung der Lage der Distanzstücke im allgemeinen mit einem
hohen Zeitaufwand verbunden ist und zu Beeinträchtigungen der
Meßgenauigkeit führen kann.
Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftmeßvorrichtung
anzugeben, die eine schnelle und zuverlässige Änderung des
Meßbereichs erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterbil
dung der eingangs beschriebenen Kraftmeßvorrichtung gelöst,
die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß der Hebel
mindestens drei in seiner Längsrichtung voneinander beabstan
dete, jeweils zum Befestigen eines der Verbindungselemente
ausgelegte Befestigungsbereiche aufweist.
Diese Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß die
eingangs erläuterten Probleme im Stand der Technik im wesent
lichen auf die Handhabung der Distanzstücke bei der Änderung
des Meßbereichs zurückzuführen sind. Zu deren Handhabung müs
sen nämlich zunächst die Zug- und Biegelager von dem Hebel
und dem feststehenden Teil bzw. dem Lastaufnehmer gelöst wer
den. Danach können die Distanzstücke aus ihrer ursprünglichen
Lage entfernt und in ihrer neuen Lage angeordnet werden. Da
nach müssen die Zug-Biegelager wieder an dem Hebel und dem
feststehenden Teil bzw. dem Lastaufnehmer befestigt werden,
wobei die Distanzstücke in ihrer neuen Lage positionsgenau
gehalten werden müssen. Letzteres führt bei der Montage der
Zug-Biegelager zu Handhabungsproblemen, wodurch die zur Ände
rung des Meßbereichs benötigte Zeit insgesamt erhöht wird.
Ferner können diese Handhabungsprobleme auch zu einer Ver
schiebung der Distanzstücke aus ihrer neuen Sollage führen,
wodurch die Meßgenauigkeit insgesamt beeinträchtigt wird.
Bei der erfindungsgemäß weitergebildeten Kraftmeßvor
richtung entfallen diese Probleme hinsichtlich der Handhabung
der Distanzstücke, weil der Hebel von vornherein mindestens
drei in seiner Längsrichtung voneinander beabstandete, je
weils zum Befestigen eines der Verbindungselemente ausgelegte
Befestigungsbereiche aufweist, von denen in jedem Meßbereich
jedoch nur zwei benötigt werden, so daß der Meßbereich durch
einfache Auswahl bzw. Änderung der zur Befestigung der Ver
bindungselemente tatsächlich eingesetzten Befestigungsberei
che eingestellt bzw. geändert werden kann, ohne daß dazu die
zeitaufwendige und fehleranfällige Handhabung von Distanz
stücken erforderlich ist. Dadurch wird bei gleichzeitiger
Verringerung der zur Änderung des Meßbereichs benötigten Zeit
insgesamt eine höhere Betriebszuverlässigkeit der Kraftmeß
vorrichtung sichergestellt.
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Kraftmeßvor
richtung den herstellungstechnischen Vorteil, daß bei der
Herstellung von Waagen mit unterschiedlichen Meßbereichen
bzw. Wägebereichen auf ein und dasselbe Hebelteil zurückge
griffen werden kann, wobei die Festlegung des Meßbereichs
durch entsprechende Auswahl der entsprechenden Befestigungs
bereiche für die Befestigungselemente erfolgt. Dieser her
stellungstechnische Vorteil kann insbesondere auch dann ge
nutzt werden, wenn während des eigentlichen Betriebs der
Kraftmeßvorrichtung keine Änderung des Meßbereichs vorgenom
men werden muß.
Eine weitere Vereinfachung der Veränderung des Meßbe
reichs einer erfindungsgemäßen Kraftmeßvorrichtung wird er
möglicht, wenn mindestens zwei Befestigungsbereiche in einer
senkrecht zur Längsachse des Hebels verlaufenden Richtung ge
geneinander versetzt angeordnet sind, weil dann die Befesti
gung eines Verbindungselementes an einem dieser Befestigungs
bereiche ohne Behinderung durch ein bereits an dem anderen
Befestigungsbereich festgelegtes Verbindungselement erfolgen
kann.
Die Hebelachse des Verbindungselementes kann unter
gleichzeitiger Verhinderung einer Verkippung des Hebels um
eine parallel zu seiner Längsrichtung verlaufende Kippachse
besonders genau festgelegt werden, wenn mindestens ein zum
Befestigen des zweiten Befestigungselementes dienender Befe
stigungsbereich mindestens zwei in Richtung der Hebelachse
mit Abstand nebeneinander angeordnete Befestigungssegmente
aufweist, an denen beispielsweise zwei Zug-Biegelager des
zweiten Befestigungselementes befestigt werden können.
Eine weitere Vereinfachung der Änderung des Meßbereichs
einer erfindungsgemäßen Kraftmeßvorrichtung ist erreichbar,
wenn mindestens ein Befestigungsbereich eine vorzugsweise et
wa senkrecht zur Längsachse des Hebels verlaufende Befesti
gungsfläche an einer dem Ausgabebereich abgewandten Stirnsei
te des Hebels aufweist, weil ein Verbindungselement an einer
so angeordneten Befestigungsfläche ohne Behinderung durch
einen üblicherweise am Ausgabebereich des Hebels angeordne
ten, beispielsweise in Form eines elektromagnetischen Kraft
kompensationssystems gebildeten Meßwandler befestigt werden
kann. Dabei kann eine etwa senkrecht zur Längsachse des He
bels verlaufende Befestigungsfläche insbesondere auch aus
einer Mehrzahl von in einer parallel zur Hebelachse verlau
fenden Richtung mit Abstand nebeneinander angeordneten Befe
stigungsflächensegmenten bestehen. Dabei ist insbesondere
auch an eine Ausführungsform gedacht, bei der eine zur Befe
stigung des ersten, beispielsweise in Form eines Biegelagers
gebildeten Verbindungselementes dienende Befestigungsfläche
in einer parallel zur Hebelachse verlaufenden Richtung zwi
schen zwei Befestigungsflächensegmenten einer zum Befestigen
des zweiten Verbindungselementes an dem Hebel dienenden Befe
stigungsfläche angeordnet ist.
Eine weitere Vereinfachung der Änderung des Meßbereichs
einer erfindungsgemäßen Kraftmeßvorrichtung ist erreichbar,
wenn der Lastaufnehmer und das feststehende Teil insgesamt
mindestens drei in Längsrichtung des Hebels voneinander beab
standete, jeweils zum Ankoppeln eines der Verbindungselemente
ausgelegte Ankopplungsbereiche aufweisen, wobei die Abstände
zwischen den Ankopplungsbereichen in Längsrichtung des Hebels
denjenigen zwischen den Befestigungsbereichen entsprechen.
Mit dieser Anordnung der Ankopplungsbereiche des Lastaufneh
mers und des feststehenden Teils kann eine Veränderung des
Meßbereichs ohne Änderung der Lage des Hebels bezüglich dem
Lastaufnehmer und dem feststehenden Teil vorgenommen werden,
weil für jeden Befestigungsbereich des Hebels ein entspre
chender Ankopplungsbereich des Lastaufnehmers bzw. des fest
stehenden Teils zur Verfügung steht und die Einstellung des
Meßbereichs ohne Veränderung der Lage des Hebels durch einfa
che Auswahl der zur Befestigung bzw. Ankopplung der Verbin
dungselemente eingesetzten Befestigungs- bzw. Ankopplungsbe
reiche erfolgen kann.
Aus den bereits im Zusammenhang mit der bevorzugten An
ordnung der Befestigungsbereiche erläuterten Gründen ist es
besonders vorteilhaft, wenn mindestens zwei Ankopplungsberei
che in einer senkrecht zur Längsachse des Hebels verlaufenden
Richtung parallel versetzt zueinander angeordnet sind und
mindestens ein Ankopplungsbereich des feststehenden Teils
mindestens zwei in Richtung der Hebelachse mit Abstand neben
einander angeordnete Ankopplungssegmente aufweist. Dabei kön
nen auch die Ankopplungsbereiche jeweils eine vorzugsweise
etwa senkrecht zur Längsachse des Hebels verlaufende und dem
Ausgabebereich des Hebels abgewandte Ankopplungsfläche auf
weisen. Dabei wird der Einsatz einfacher, ein oder mehrere
Biegelager aufweisender Verbindungselemente ermöglicht, wenn
mindestens eine Ankopplungsfläche mit einer Befestigungsflä
che fluchtet.
Insbesondere bei der zuletzt beschriebenen vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung wird die Einstellung unter
schiedlicher Meßbereiche unter Verwendung von nur zwei Ver
bindungselementen, von denen jedes ein oder mehrere Biegela
ger aufweisen kann, ermöglicht, wenn der Abstand zwischen
einem der Ankopplungsbereiche und einem der Befestigungs
bereiche dem Abstand zwischen einem weiteren der Ankopplungs
bereiche und einem weiteren der Befestigungsbereiche ent
spricht und eines der Befestigungselemente sowohl zur Her
stellung einer Verbindung zwischen dem einen Ankopplungsbe
reich und dem einen Befestigungsbereich als auch zur Herstel
lung einer Verbindung zwischen dem anderen Ankopplungsbereich
und dem anderen Befestigungsbereich eingesetzt werden kann.
Eine weitere Vereinfachung der Veränderung des Meßbe
reichs einer erfindungsgemäßen Kraftmeßvorrichtung wird er
möglicht, wenn mindestens einer der Befestigungsbereiche
und/oder einer der Ankopplungsbereiche zur Herstellung einer
Schraubverbindung mit einem der Verbindungselemente ausgelegt
ist, insbesondere mindestens eine Gewindebohrung aufweist.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
sind die Befestigungsbereiche und/oder die Ankopplungsberei
che etwa spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur He
belachse verlaufenden Ebene angeordnet, weil durch diese An
ordnung eine besonders hohe Meßgenauigkeit erreichbar ist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn mindestens ein zum Befestigen
des ersten Verbindungselementes dienender Befestigungsbereich
und/oder ein Ankopplungsbereich des Lastaufnehmers in einer
parallel zur Hebelachse verlaufenden Richtung zwischen zwei
Befestigungssegmenten eines zur Befestigung des zweiten Ver
bindungselementes dienenden Befestigungsbereiches und/oder
zwei Ankopplungssegmenten des feststehenden Teils angeordnet
ist.
Eine erfindungsgemäße Kraftmeßvorrichtung kann besonders
kompakt ausgeführt werden, wenn der Lastaufnehmer in Längs
richtung des Hebels zwischen den Befestigungsbereichen und
dem Ausgabebereich angeordnet, vorzugsweise in einer den He
bel durchsetzenden Ausnehmung aufgenommen ist. Zur Bereit
stellung eines zum Befestigen eines andererseits an einer dem
Ausgabebereich abgewandten Stirnseite des Hebels befestigten
Verbindungselementes an dem zwischen dem Befestigungsbereich
und dem Ausgabebereich angeordneten Lastaufnehmer, weist die
ser zweckmäßigerweise einen sich in Längsrichtung des Hebels
in Richtung auf die Befestigungsbereiche erstreckenden und
einen der Ankopplungsbereiche aufweisenden Ausleger auf.
Im Sinne eines möglichst kompakten Aufbaus einer erfin
dungsgemäßen Wägezelle hat es sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, wenn das feststehende Teil zwei sich in etwa senk
recht zu der Hebelachse verlaufenden Ebenen erstreckende Sei
tenteile aufweist und der Hebel im wesentlichen zwischen die
sen Seitenteilen angeordnet ist. Mit dieser Anordnung kann
neben der Verwirklichung eines besonders kompakten Aufbaus
auch noch sichergestellt werden, daß der Hebel nicht unbeab
sichtigt durch einen seitlichen Eingriff ausgelenkt wird. Bei
der zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Erfindung kann
die oben erläuterte symmetrische Anordnung der Ankopplungs
segmente des feststehenden Teils besonders einfach verwirk
licht werden, wenn jedes Seitenteil mindestens ein Ankopp
lungssegment eines Ankopplungsbereichs aufweist. Dabei sind
die Ankopplungssegmente zur Sicherstellung eines durch den
üblicherweise am Ausgabebereich festgelegten Meßwandler unge
hinderten Zugriffs auf die Verbindungselemente zweckmäßiger
weise an den dem Ausgabebereich abgewandten Enden der Seiten
teile angeordnet. Dabei kann eine ohne Last nur auf Zug bean
spruchte Verbindung zwischen dem Hebel und dem feststehenden
Teil erreicht werden, wenn der zwischen den Seitenteilen an
geordnete Hebel mindestens einen sich etwa parallel zur He
belachse in Richtung auf eines der Seitenteile erstreckenden
und mindestens ein Befestigungssegment eines Befestigungsbe
reichs aufweisenden Vorsprung aufweist, wobei das Befesti
gungssegment des Vorsprungs in einer senkrecht zu einer durch
die Hebelachse und die Längsrichtung des Hebels aufgespannten
Ebene verlaufenden Richtung parallel versetzt bezüglich dem
Ankopplungssegment des entsprechenden Seitenteils angeordnet
ist.
Wie vorstehend bereits erläutert, ist ein zur Befesti
gung des ersten Verbindungselementes dienender Befestigungs
bereich des Hebels zweckmäßigerweise zwischen den Enden der
Seitenteile angeordnet. Dabei kann eine ohne Last nur auf Zug
beanspruchte Verbindung zwischen dem Hebel und dem Lastauf
nehmer sichergestellt werden, wenn ein Ankopplungsbereich des
Lastaufnehmers in einer senkrecht zu der durch die Hebelachse
und die Längsrichtung des Hebels aufgespannten Ebene verlau
fenden Richtung parallel versetzt bezüglich dem zwischen den
Seitenteilen angeordneten Befestigungsbereich angeordnet ist.
Zur Vermeidung von Meßfehlern durch eine nicht zentri
sche Krafteinleitung über eine mit dem Lastaufnehmer verbun
dene Waagschale oder Lastplatte ist es besonders bevorzugt,
wenn der Lastaufnehmer über zwei in parallel zueinander ver
laufenden Ebenen angeordnete, in diesen Ebenen steife und
quer dazu auslenkbare Lenker bezüglich dem feststehenden Teil
parallel geführt ist, wobei jeder Lenker an seinem einen Ende
mit dem Lastaufnehmer und an seinem dazu entgegengesetzten
anderen Ende mit dem feststehenden Teil verbunden ist. Mit
dieser Anordnung kann eine besonders kompakte Ausführung der
erfindungsgemäßen Wägezelle erreicht werden, wenn sich der
Hebel in seiner Längsrichtung etwa parallel zu den Ebenen der
Lenker erstreckt und im wesentlichen zwischen den Ebenen der
Lenker angeordnet ist.
Die durch die Parallelführung des Lastaufnehmers ange
strebte Vermeidung von Meßfehlern bei nicht zentrisch auflie
gender Last wird nur dann sichergestellt, wenn die Lenker ge
nau parallel zueinander verlaufen. Zur Sicherstellung einer
genau parallelen Ausrichtung der Lenker weist die erfindungs
gemäße Kraftmeßvorrichtung zweckmäßigerweise eine Justierein
richtung auf, mit der mindestens ein zur Verbindung eines der
Lenker mit dem feststehenden Teil dienender Verbindungsbe
reich in einer quer zur Ebene der Lenker verlaufenden Rich
tung justierbar ist. Eine derartige Justiereinrichtung kann
in besonders einfacher Weise verwirklicht werden, wenn sie
mindestens einen sich in seiner Längsrichtung etwa parallel
zu den Ebenen der Lenker erstreckenden, um eine etwa parallel
zu diesen Ebenen und senkrecht zu seiner Längsrichtung ver
laufende Schwenkachse verschwenkbar an das feststehende Teil
angelenkten und den Verbindungsbereich aufweisenden Arm sowie
ein an einem Angriffsbereich des Arms angreifendes und zum
Verschwenken des Armes dienendes Stellglied aufweist, wobei
die Entfernung zwischen dem Angriffsbereich und dem Verbin
dungsbereich mindestens genauso groß ist wie die Entfernung
zwischen dem Verbindungsbereich und der Schwenkachse.
Mit dieser Anordnung wird eine durch das Stellglied her
vorgebrachte Schwenkbewegung des Arms im Angriffsbereich in
eine um einen Faktor 2 untersetzte Schwenkbewegung des Ver
bindungsbereichs umgesetzt, so daß eine genaue Justierung der
Lage des Verbindungsbereichs unter Verwendung eines Stell
gliedes in Form einer einfachen Justierschraube erreicht wer
den kann.
Der einen Teil der Justiereinrichtung bildende Arm ist
zweckmäßigerweise über ein Biegegelenk an das feststehende
Teil angekoppelt und vorzugsweise einstückig mit dem festste
henden Teil gebildet. Dabei wird eine besonders kompakte Aus
führung einer die beschriebene Justiereinrichtung aufweisen
den erfindungsgemäßen Wägezelle ermöglicht, wenn sich der Arm
in seiner Längsrichtung ausgehend von der Schwenkachse in
Richtung auf die mit dem Lastaufnehmer verbundenen Enden der
Lenker erstreckt. Ein derartiger Arm kann beispielsweise
durch einen in einem der Seitenteile des feststehenden Teils
gebildeten Schlitz verwirklicht werden. Falls die Lenker an
beiden Seitenteilen des feststehenden Teils befestigt sind,
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn jedes
dieser Seitenteile einen durch einen darin gebildeten Schlitz
verwirklichten und einen Verbindungsbereich für einen der
Lenker aufweisenden Arm umfaßt, wobei jeder Arm durch Betäti
gung eines entsprechenden Stellgliedes um eine etwa parallel
zu den Ebenen der Lenker verlaufende Schwenkachse verschwenk
bar ist, so daß die Verbindungsbereiche der an den Seitentei
len angeordneten Arme unabhängig voneinander justiert werden
können.
Im Sinne eines besonders kompakten Aufbaus ist es beson
ders bevorzugt, wenn sich mindestens ein Arm der Justierein
richtung im wesentlichen in einer zwischen den Ebenen der
Lenker angeordneten und zu diesen Ebenen parallelen Ebene er
streckt.
Eine unerwünschte Torsion des Armes im Befestigungsbe
reich kann unter Vermeidung einer unnötigen Gewichtszunahme
der Wägezelle verhindert werden, wenn ein den Befestigungsbe
reich aufweisender Abschnitt des Armes in einer senkrecht zu
den Ebenen der Lenker verlaufenden Richtung dicker ist als
ein den Angriffsbereich aufweisender Abschnitt des Arms.
Unerwünschte Auslenkungen des Armes in einer quer zur
Schwenkachse verlaufenden Richtung können durch ein einer
seits mit dem Arm und andererseits mit dem feststehenden Teil
verbundenes, einer Auslenkung des Arms parallel zu den Ebenen
der Lenker entgegenwirkendes und in einer quer zu diesen Ebe
nen verlaufenden Richtung nachgiebiges, vorzugsweise ela
stisch verformbares Stabilisierungselement verhindert werden.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
weist dieses Stabilisierungselement mindestens einen einstüc
kig mit dem Arm und/oder dem feststehenden Teil gebildeten
Verbindungssteg mit einem in einer sich senkrecht zur Schwenk
achse erstreckenden Ebene im wesentlichen S-förmigen Quer
schnitt auf. Eine zusätzliche Erhöhung der Torsionsfestigkeit
des Arms der Justiereinrichtung kann erreicht werden, wenn
die Breite dieses Verbindungssteges in einer parallel zur
Schwenkachse verlaufenden Richtung wesentlich größer ist als
seine Dicke in einer senkrecht dazu verlaufenden Richtung.
Im Sinne eines besonders kompakten Aufbaus der erfin
dungsgemäßen Wägezelle ist es weiter bevorzugt, wenn das Sta
bilisierungselement in Längsrichtung des Arms betrachtet im
wesentlichen zwischen dem Angriffsbereich und dem Verbin
dungsbereich angeordnet ist. Eine weitere Verbesserung der
Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums wird erreicht,
wenn das Stabilisierungselement in einer sich senkrecht zur
Schwenkachse erstreckenden Ebene im wesentlichen zwischen den
Lenkern angeordnet ist.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen
und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzel
heiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeich
nung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfin
dungsgemäßen Wägezelle,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Wägezelle nach Fig. 1 in
der in Fig. 1 mit dem Pfeil A bezeichneten Rich
tung,
Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße
Wägezelle und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Hebels der in
den Fig. 1 bis 3 dargestellten Wägezelle.
Die in der Zeichnung dargestellte Wägezelle besteht im
wesentlichen aus einem insgesamt mit 10 bezeichneten festste
henden Teil, einem oberen Lenker 40, einem sich in einer par
allel zu der Ebene des oberen Lenkers 40 erstreckenden Ebene
angeordneten unteren Lenker 50 (vgl. Fig. 2 und 3) sowie
einem mit den Lenkern 40 und 50 bezüglich dem feststehenden
Teil 10 parallelgeführten Lastaufnehmer 60.
Das feststehende Teil weist zwei über starre Verbin
dungsstreben miteinander verbundene, sich jeweils etwa senk
recht zu den Ebenen der Lenker 40 und 50 erstreckende Seiten
teile 20 und 30 auf. Diese Seitenteile 20 und 30 begrenzen
mit den in Form von starren Platten gebildeten Lenkern 40 und
50 einen etwa quaderförmigen Innenraum der Wägezelle, in dem
der Lastaufnehmer 60 und ein zum Übertragen der den Lastauf
nehmer beaufschlagenden Last auf einen Meßwandler dienender,
insgesamt mit 100 bezeichneter Hebel aufgenommen sind.
Der Hebel 100 erstreckt sich ausgehend von seiner insge
samt mit 110 bezeichneten vorderen Stirnfläche in seiner in
den Fig. 1 und 4 durch den Pfeil 102 bezeichneten Längsrich
tung parallel zu den Lenkern 40 und 50 und den Seitenteilen
20 und 30 in Richtung auf sein einen Ausgabebereich bildendes
hinteres Ende 130. An dem der vorderen Stirnfläche 110 entge
gengesetzten hinteren Ende des Hebels 100 ist eine Magnetspu
le 136 befestigt, die in einem bezüglich dem feststehenden
Teil 10 festgelegten Magnetjoch 138 aufgenommen ist. Die Spu
le 136 bildet zusammen mit dem Magnetjoch 138 ein elektroma
gnetisches Kraftkompensationssystem, mit dem eine durch eine
den Lastaufnehmer 60 beaufschlagende und auf den Hebel 100
übertragene Kraft ausgelöste Auslenkung des Hebels 100 ausge
glichen werden kann. Dabei stellt der zum Ausgleich der Aus
lenkung benötigte Strom durch die Kompensationsspule 136 ein
Maß für die den Lastaufnehmer 60 beaufschlagende Kraft dar.
Dieser Strom bildet also eine der zu messenden Kraft entspre
chende elektrische Meßgröße, die einer weiteren elektrischen
bzw. elektronischen Verarbeitung unterzogen werden kann.
Wie besonders deutlich in Fig. 4 dargestellt, weist der
Hebel 100 im Bereich seiner vorderen Stirnfläche 110 zwei
sich in einander entgegengesetzten Richtungen senkrecht zu
seiner Längsrichtung 102 erstreckende Vorsprünge 106 und 108
auf. Die Begrenzungsfläche des Vorsprungs 106 umfaßt ein in
einer sich senkrecht zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebe
ne angeordnetes und von einer Gewindebohrung 112a durchsetz
tes Stirnflächensegment 112, das über ein in einer sich etwa
parallel zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene angeordne
tes Übergangsflächensegment 113 in Richtung auf den Vorsprung
108 in ein wiederum von einer Gewindebohrung 114a durchsetz
tes Stirnflächensegment 114, das ebenfalls in einer sich etwa
senkrecht zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene angeord
net ist, übergeht. Ebenso weist der Vorsprung 108 ein in
einer sich etwa senkrecht zur Längsrichtung 102 erstreckenden
Ebene angeordnetes und von einer Gewindebohrung 118a durch
setztes Stirnflächensegment 118 auf, das über ein in einer
sich etwa parallel zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene
angeordnetes Übergangsflächensegment 117 in Richtung auf den
Vorsprung 106 in ein von einer Gewindebohrung 116a durchsetz
tes Stirnflächensegment 116 übergeht, das ebenfalls in einer
sich etwa senkrecht zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene
angeordnet ist. Die Stirnflächensegmente 112 und 118 sind in
derselben sich etwa senkrecht zur Längsrichtung 102 erstrec
kenden Ebene angeordnet. Ebenso sind die Stirnflächensegmente
114 und 116 in derselben sich etwa senkrecht zur Längsrich
tung 102 erstreckenden und bezüglich der die Stirnflächenseg
mente 112 und 114 aufweisenden Ebene nach vorne parallel ver
setzt verlaufenden Ebene angeordnet.
Die äußeren Stirnflächensegmente 112 und 118 bilden zu
sammen eine erste, zum Herstellen einer Verbindung mit dem
feststehenden Teil 10 dienende Befestigungsfläche. Ebenso
bilden die zwischen den äußeren Stirnflächensegmenten 112 und
118 angeordneten Stirnflächensegmente 114 und 116 eine zwei
te, zum Herstellen einer Verbindung mit dem feststehenden
Teil 10 dienende Befestigungsfläche.
Schließlich weist die Stirnfläche 110 des Hebels 100
auch noch eine von einer Gewindebohrung 120a durchsetzte
dritte Befestigungsfläche 120 auf, die zum Verbinden des He
bels 100 mit dem Lastaufnehmer 60 gedacht ist. Die Befesti
gungsfläche 120 ist ebenfalls in einer sich etwa senkrecht
zur Längsrichtung 102 erstreckenden, bezüglich den Stirnflä
chensegmenten 112, 114, 116 und 118 nach vorne parallel ver
setzt angeordneten Ebene angeordnet. Insgesamt weist der in
der Zeichnung dargestellte Hebel 100 also drei in seiner
Längsrichtung 102 voneinander beabstandete Befestigungsflä
chen auf, von denen die durch die Stirnflächensegmente 112
und 118 einerseits und die Stirnflächensegmente 114 und 116
andererseits gebildeten Befestigungsflächen zum Befestigen
eines beispielsweise in Form von zwei Biegelagern verwirk
lichten und zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem He
bel 100 und dem feststehenden Teil 10 ausgelegten Verbin
dungselementes gedacht sind, während die Befestigungsfläche
120 zum Befestigen eines vorzugsweise ebenfalls in Form eines
Biegelagers gebildeten und zum Herstellen einer Verbindung
zwischen dem Hebel 100 und dem Lastaufnehmer 60 dienenden
Verbindungselementes ausgelegt ist.
Zum Ankoppeln der andererseits an den entsprechenden Be
festigungsflächen des Hebels 100 befestigten Biegelager ist
das feststehende Teil 10 mit den Stirnflächensegmenten 112,
114, 116 und 118 entsprechenden Stirnflächensegmenten ausge
stattet. Dazu ist am vorderen Ende des Seitenteils 20 ein
oberhalb des Vorsprungs 106 des Hebels 100 angeordneter Vor
sprung 200 gebildet, während am vorderen Ende des Seitenteils
30 ein oberhalb des Vorsprungs 108 des Hebels 100 angeordne
ter Vorsprung 300 angesetzt ist. Die vordere Stirnfläche des
Vorsprungs 200 weist ein in einer sich etwa senkrecht zur
Längsrichtung 102 des Hebels 100 erstreckenden Ebene angeord
netes und von einer Gewindebohrung 212a durchsetztes Stirn
flächensegment 212 auf, das über ein in einer sich etwa par
allel zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene angeordnetes
Übergangsflächensegment 213 in Richtung auf das Seitenteil 30
in ein von einer Gewindebohrung 214a durchsetztes Stirnflä
chensegment 214 übergeht, das ebenfalls in einer sich etwa
parallel zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene angeordnet
ist. Ebenso weist der Vorsprung 300 ein in einer sich etwa
senkrecht zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene angeord
netes und von einer Gewindebohrung (nicht dargestellt) durch
setztes Stirnflächensegment 318 auf, das über ein in einer
sich etwa parallel zur Längsrichtung 102 erstreckenden Ebene
angeordnetes Übergangsflächensegment 317 in ein von einer Ge
windebohrung 316a durchsetztes Stirnflächensegment 316 über
geht, das ebenfalls in einer sich etwa senkrecht zur Längs
richtung 102 erstreckenden Ebene angeordnet ist.
Die Stirnflächensegmente 212 und 318 verlaufen in der
selben Ebene wie die Stirnflächensegmente 112 und 118 des He
bels 100 und bilden zusammen eine Ankopplungsfläche für ande
rerseits an den Stirnflächensegmenten 112 und 118 befestigte
Biegelager. Andererseits sind die Stirnflächensegmente 214
und 316 in derselben Ebene angeordnet wie die Stirnflächen
segmente 114 und 116 des Hebels 100 und bilden zusammen eine
Ankopplungsfläche für andererseits an den Stirnflächensegmen
ten 114 und 116 festgelegte Biegelager.
Die beschriebene Anordnung der Befestigungsflächen des
Hebels 100 und der Ankopplungsflächen des feststehenden Teils
10 bietet die Möglichkeit, den Hebel 100 bei gleichbleibender
Anordnung der Befestigungsfläche 120 um zwei in Längsrichtung
102 des Hebels 100 gegeneinander versetzt angeordnete und et
wa parallel zur Längsrichtung 102 verlaufende Hebelachsen
verschwenkbar an das feststehende Teil 10 anzulenken. Dazu
können zwei in einer senkrecht zur Längsrichtung 102 verlau
fenden Richtung nebeneinander angeordnete Biegelager einge
setzt werden, von denen eines eine Verbindung zwischen dem
Vorsprung 200 des Seitenteils 20 und dem Vorsprung 106 des
Hebels 100 und das andere eine Verbindung zwischen dem Vor
sprung 300 des Seitenteils 30 und dem Vorsprung 108 des He
bels 100 herstellt. Dabei wird ein besonders kurzer Hebelarm
zwischen der Befestigungsfläche 120 und der durch die Biege
lager definierten Hebelachse erreicht, wenn eines der Biege
lager einerseits am Stirnflächensegment 214 des Vorsprungs
200 und andererseits am Stirnflächensegment 114 des Vor
sprungs 106 befestigt ist, während das andere Biegelager
einerseits am Stirnflächensegment 316 des Vorsprungs 300 und
andererseits am Stirnflächensegment 116 des Vorsprungs 108
befestigt ist. Ein längerer Hebelarm wird erreicht, wenn
eines der Biegelager einerseits am Stirnflächensegment 212
des Vorsprungs 200 und andererseits am Stirnflächensegment
112 des Vorsprungs 106 befestigt ist, während das andere Bie
gelager einerseits am Stirnflächensegment 318 des Vorsprungs
300 und andererseits am Stirnflächensegment 118 des Vor
sprungs 108 befestigt ist.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
der Erfindung verlaufen die Gewindebohrungen 212a, 214a, 316a
und die das Stirnflächensegment 318 durchsetzende Gewindeboh
rung in einer parallel zu den Ebenen der Lenker 40 und 50
verlaufenden Ebene. Ebenso verlaufen die Gewindebohrungen
112a, 114a, 116a und 118a in einer parallel zu den Ebenen der
Lenker 40 und 50 verlaufenden Ebene. Ferner sind die Gewinde
bohrungen 212a, 214a, 316a und die das Stirnflächensegment
318 durchsetzende Gewindebohrung in einer senkrecht zu den
Ebenen der Lenker 40 und 50 verlaufenden Richtung parallel
versetzt zu den Gewindebohrungen 112a, 114a, 116a und 118a
angeordnet. Gleiches gilt für die die Befestigungsflächen
bildenden Stirnflächensegmente 112, 114, 116 und 118 und die
die Ankopplungsflächen bildenden Stirnflächensegmente 212,
214, 316 und 318. Dadurch wird erreicht, daß gleichförmige
Biegelager zur Herstellung der Verbindung zwischen den ein
zelnen Befestigungsflächen des Hebels einerseits und den An
kopplungsflächen des feststehenden Teils 10 andererseits ein
gesetzt werden können.
Durch Einsatz eines Verbindungselementes in Form von
zwei seitlich versetzt nebeneinander angeordneten Biegelagern
zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Hebel 100 und
dem feststehenden Teil 10 wird eine unerwünschte Verkippung
des Hebels 10 um eine etwa senkrecht zu seiner Längsrichtung
102 verlaufende Kippachse weitgehend ausgeschlossen.
Wie besonders deutlich in Fig. 3 dargestellt, weist der
Lastaufnehmer 60 in einer etwa senkrecht zu der durch die
Biegelager zwischen den Befestigungsflächen einerseits und
den Ankopplungsflächen andererseits festgelegten Hebelachse
verlaufenden Schnittebene einen im wesentlichen L-förmigen
Querschnitt auf. Dabei ist ein sich etwa senkrecht zu den
Ebenen der Lenker erstreckender Schenkel 62 des Lastaufneh
mers 60 in einer zwischen der vorderen Stirnfläche 110 und
dem Ausgabebereich 130 des Hebels angeordneten Ausnehmung 132
(vgl. Fig. 4) angeordnet. Eine obere Begrenzungsfläche 62a
des vertikalen Schenkels 62 dient zur Befestigung des oberen
Lenkers 40, während eine untere Begrenzungsfläche dieses
Schenkels 62 zur Befestigung des unteren Lenkers 50 dient.
Ein horizontaler Schenkel 64 des Lastaufnehmers 60 er
streckt sich ausgehend vom unteren Ende des vertikalen Schen
kels 62 unterhalb des Hebels 100 in Richtung auf dessen vor
dere Stirnfläche 110 und endet in einer sich etwa senkrecht
zur Längsrichtung 102 des Hebels 100 erstreckenden und mit
der Befestigungsfläche 120 fluchtenden Stirnfläche 66, die
von einer Gewindebohrung 66a durchsetzt ist. Diese Stirnflä
che 66 bildet eine Ankopplungsfläche für ein andererseits an
der Befestigungsfläche 120 befestigtes, beispielsweise in
Form eines Biegelagers gebildetes Befestigungselement. Mit
Hilfe dieses Befestigungselementes kann eine Auslenkung des
Lastaufnehmers 62 in einer quer zu den Ebenen der Lenker 40
und 50 verlaufenden Richtung auf den Hebel 120 übertragen
werden.
Wie besonders deutlich in Fig. 1 dargestellt, ist die
Ankopplungsfläche 66 des Lastaufnehmers 60 und die diese
durchsetzende Gewindebohrung 66a in einer senkrecht zu den
Ebenen der Lenker 40 und 50 verlaufenden Richtung parallel
versetzt unter der Befestigungsfläche 120 bzw. der diese
durchsetzenden Gewindebohrung angeordnet. Durch diese Anord
nung wird eine Krafteinleitung in den Hebel 100 ermöglicht,
die nahezu vollständig in Richtung der senkrecht zu den Ebe
nen der Lenker 40 und 50 verlaufenden Auslenkung des Lastauf
nehmers 60 erfolgt. Wie der Fig. 1 weiter zu entnehmen ist,
sind die Befestigungsfläche 120 und die Ankopplungsfläche 66
in einer parallel zu den in Fig. 2 durch die Kreuze 140 und
142 angedeuteten, möglichen Hebelachsen verlaufenden Richtung
zwischen den Vorsprüngen 200 und 300 der Seitenteile 20 und
30 bzw. den Vorsprüngen 106 und 108 des Hebels 100 angeord
net, wobei die Befestigungsflächen des Hebels 100 ebenso wie
die Ankopplungsflächen des feststehenden Teils 10 bzw. des
Lastaufnehmers 60 insgesamt spiegelsymmetrisch bezüglich
einer senkrecht zu den möglichen Hebelachsen 140 und 142 ver
laufenden Ebene angeordnet sind. Durch diese spiegelsymmetri
sche Anordnung der Ankopplungsbereiche und Befestigungsberei
che wird eine Krafteinleitung in den Hebel erreicht, die frei
von den Hebel um seine Längsachse tordierenden Momenten ist.
Zur Änderung des Meßbereiches der in der Zeichnung dar
gestellten Wägezelle ist es lediglich erforderlich, das in
Form von zwei Biegelagern gebildete Befestigungselement zwi
schen dem Hebel und dem feststehenden Teil zwischen den den
kurzen Hebelarm hervorbringenden Stirnflächensegmenten des
Hebels und der Vorsprünge 200 und 300 und den den längeren
Hebelarm ermöglichenden Stirnflächensegmenten zu verlagern.
Die dazu erforderliche Umbauarbeit wird dadurch erleichtert,
daß sämtliche Befestigungs- und Kopplungsbereiche an der
dem elektromagnetischen Kraftkompensationssystem abgewandten
Stirnfläche der Wägezelle angebracht sind und die einzelnen
Stirnflächensegmente in einer senkrecht zur Längsrichtung des
Hebels verlaufenden Ebene parallel versetzt zueinander ange
ordnet sind. Weiter wird die Umbauarbeit dadurch erleichtert,
daß aufgrund der Anordnung der einzelnen Stirnflächensegmente
der Vorsprünge 200 und 300 und der diesen entsprechenden
Stirnflächensegmente der Vorsprünge 106 und 108 für die Fest
legung der beiden möglichen Hebelachsen gleichförmige Biege
lager eingesetzt werden können.
Im folgenden wird die Anbringung der Lenker 40 und 50
der in der Zeichnung dargestellten Wägezelle beschrieben. Zur
Verwirklichung einer bezüglich dem unteren Lenker 50 justier
baren Ankopplung des oberen Lenkers 40 an das feststehende
Teil 10 ist in jedem der Seitenteile 20 und 30 ein sich aus
gehend von einer Materialbrücke 24 bzw. 34 geringer Wandstär
ke in Richtung auf den Vorsprung 200 bzw. 300 erstreckender
und in einen den Vorsprung 200 bzw. 300 begrenzenden und sich
etwa senkrecht zu den Ebenen der Lenker 40 und 50 erstrecken
den materialfreien Raum 28 bzw. 38 an der Oberseite des fest
stehenden Teils 20 bzw. 30 auslaufender Schlitz 22 bzw. 32
ausgebildet. Durch die Schlitze 22 und 32 in den Seitenteilen
20 und 30 wird an jedem der Seitenteile 20 und 30 ein sich
ausgehend von der Materialbrücke 24 bzw. 34 bis zu dem mate
rialfreien Raum 28 bzw. 38 etwa parallel zu den Lenkern 40
und 50 in Richtung auf den Vorsprung 200 bzw. 300 erstrecken
der Arm 70 gebildet. Jeder dieser Arme weist einen zur An
kopplung des oberen Lenkers 40 an dem feststehenden Teil 10
dienenden Verbindungsbereich 72 und einen Angriffsbereich in
Form einer den Arm 70 in einer senkrecht zu den Ebenen der
Lenker 40 und 50 verlaufenden Richtung durchsetzenden, zur
Aufnahme einer Stellschraube (nicht dargestellt) dienenden
Ausnehmung auf. Dabei ist der zur Ankopplung des oberen Len
kers 40 an das feststehende Teil 10 dienende Verbindungsbe
reich 72 zwischen der Materialbrücke 24 bzw. 34 und der Aus
nehmung 74 angeordnet, wobei der Abstand A zwischen der Aus
nehmung 74 und dem Verbindungsbereich 72 größer ist als der
Abstand B zwischen dem Befestigungsbereich 72 und der Ma
terialbrücke 24 bzw. 34 (vgl. Fig. 2).
Die obere Begrenzungsfläche 72a des Verbindungsbereichs
72 ist gegenüber der übrigen oberen Begrenzungsfläche des
Arms 70 geringfügig erhöht. Auf den oberen Begrenzungsflächen
72a der Verbindungsbereiche 72 jedes Arms 70 sind Befesti
gungsenden 43 bzw. 45 von sich ausgehend von dem dem Lastauf
nehmer 60 entgegengesetzten hinteren Ende des oberen Lenkers
40 in Richtung auf den Lastaufnehmer 60 erstreckenden Biege
lagern 42 und 44 befestigt. Über diese Biegelager 42 und 44
ist der obere Lenker 40 biegeelastisch an die Verbindungsbe
reiche 72 und damit auch an die über die Materialbrücken 24
und 34 mit den Verbindungsbereichen 72 verbundenen Seitentei
le 20 und 30 des feststehenden Teils 10 gekoppelt.
Andererseits ist der obere Lenker 40 über auf ihrer an
deren Seite an der oberen Begrenzungsfläche 62a des Schenkels
62 des Lastaufnehmers 60 festgelegte Biegelager 46 und 48 an
den Lastaufnehmer 60 gekoppelt. Ebenso ist der ebenfalls in
Form einer starren Platte gebildete untere Lenker 50 über den
Biegelagern 42 und 44 gegenüberstehende Biegelager an die
Seitenteile 20 und 30 und über den Biegelagern 46 und 48 ge
genüberstehende Biegelager an die untere Begrenzungsfläche
des Schenkels 62 des Lastaufnehmers 60 gekoppelt. In den
Fig. 2 und 3 sind die den Biegelagern 42 und 46 entsprechen
den Biegelager 52 und 56 zur Ankopplung des unteren Lenkers
50 an das Seitenteil 30 einerseits und den Lastaufnehmer 60
andererseits dargestellt.
Jeder der Arme ist durch Drehen einer in die entspre
chende Ausnehmung 74 eingeführten Stellschraube um eine durch
die ein Biegegelenk bildende Materialbrücke 24 bzw. 34 fest
gelegte, etwa parallel zu den Ebenen der Lenker 40 und 50 und
senkrecht zur Längsrichtung des entsprechenden Armes verlau
fende Schwenkachse verschwenkbar. Durch diese Verschwenkung
können die oberen Begrenzungsflächen 72a der Verbindungsbe
reiche 72 und damit auch die daran festgelegten Befestigungs
enden 43 und 45 der andererseits mit dem oberen Lenker 40
verbundenen Biegelager 42 und 44 in einer sich etwa senkrecht
zur Ebene des oberen Lenkers 40 erstreckenden Richtung ju
stiert werden. Auf diese Weise kann der obere Lenker 40 genau
parallel zu dem unteren Lenker ausgerichtet werden. Dabei
wirkt jeder der Arme 70 als einarmiger Hebel, mit dem eine
durch Betätigung einer entsprechenden Stellschraube hervorge
rufene Bewegung im Bereich der Ausnehmung 74 in dem entspre
chenden Verbindungsbereich 72 um einen Faktor von mehr als 2
untersetzt wird. Daher kann eine genaue Justierung jedes Ver
bindungsbereichs 72 in einer senkrecht zur Ebene des oberen
Lenkers 40 verlaufenden Richtung mit Hilfe einer einfachen,
die entsprechende Ausnehmung 74 durchsetzenden Justierschrau
be vorgenommen werden.
Dabei wird eine unerwünschte Verwindung der Arme 70 in
den Verbindungsbereichen 72 einerseits durch eine erhöhte Ma
terialstärke in den Verbindungsbereichen 72 und andererseits
durch in den Schlitzen 22 und 32 aufgenommene Stabilisierungs
elemente 80 verhindert. Jedes dieser Stabilisierungselemente
80 ist in Form eines einstückig mit dem entsprechenden Arm 70
und dem entsprechenden Seitenteil 20 bzw. 30 gebildeten Ver
bindungsstegs zwischen einer unteren Begrenzungsfläche des
Arms 70 und einer oberen Begrenzungsfläche des entsprechenden
Seitenteils 20 bzw. 30 gebildet. Dabei weist jeder Verbin
dungssteg 80 in einer senkrecht zur Ebene der durch die Ma
terialbrücken 24 bzw. 34 festgelegten Schwenkachsen verlau
fenden Schnittebene einen etwa S-förmigen Querschnitt auf.
Dazu ist jeder Verbindungssteg 80 mit einem etwa parallel zur
Ebene der Lenker 40 und 50 verlaufenden zentralen Abschnitt
versehen, der an seinem einen Ende über eine erste Biegung 84
um eine parallel zur durch die Materialbrücke 24 bzw. 34
festgelegten Schwenkachse verlaufende Biegeachse und einen
ersten, etwa senkrecht zu den Ebenen der Lenker 40 und 50
verlaufenden Endabschnitt 85 mit dem entsprechenden Arm 70
und an seinem dazu entgegengesetzten anderen Ende über eine
zweite Biegung 86 um eine zweite parallel zu der entsprechen
den Schwenkachse verlaufende Biegeachse und einen zweiten,
ebenfalls senkrecht zu den Ebenen der Lenker 40 und 50 ver
laufenden Endabschnitt 87 mit dem entsprechenden Seitenteil
20 bzw. 30 verbunden ist. Jeder der Verbindungsstege 80 er
streckt sich in einer sich parallel zu der durch die entspre
chende Materialbrücke 24 bzw. 34 festgelegten Schwenkachse
erstreckenden Richtung über die gesamte Breite des entspre
chenden Arms 70 und weist in einer senkrecht dazu verlaufen
den Richtung eine wesentlich geringere Materialstärke auf.
Dabei ist jeder Verbindungssteg 80 in Längsrichtung des ent
sprechenden Arms 70 zwischen der Ausnehmung 74 und dem Ver
bindungsbereich 72 angeordnet und befindet sich in einer sich
senkrecht zu den durch die Materialbrücken 24 und 34 festge
legten Schwenkachsen erstreckenden Schnittebene zwischen dem
oberen Lenker 40 und dem unteren Lenker 50.
Durch die vorstehend beschriebene und in der Zeichnung
dargestellte Form der Verbindungsstege wird einerseits eine
elastisch verformbare Abstützung der Arme 70 in einer senk
recht zu den Ebenen der Lenker 40 und 50 verlaufenden Rich
tung und andererseits eine Versteifung der Arme 70 in einer
parallel zu diesen Ebenen verlaufenden Richtung erreicht.
Ferner wirken die Verbindungsstege 80 einer Torsion der Arme
70 um deren Längsachse entgegen.
Wie besonders deutlich in Fig. 3 zu erkennen ist, weist
das feststehende Teil 10 neben den Seitenteilen 20 und 30
auch noch einen zentralen Träger 12 auf, der ein dem in Fig.
1 dargestellten Fenster 41 im oberen Lenker 40 entsprechendes
Fenster im unteren Lenker 50 durchsetzt. Über diesen zentra
len Träger 12 kann die in der Zeichnung dargestellte Wägezel
le an einem Waagengestell befestigt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das anhand der Zeichnung er
läuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist auch
daran gedacht, auch den Lastaufnehmer mit einer Anzahl von in
Längsrichtung des Hebels gegeneinander versetzt angeordneten
Ankopplungsbereichen auszustatten, denen entsprechende An
kopplungsbereiche des Hebels zugeordnet sind. Ferner kann der
Hebel auch mehr als nur zwei in seiner Längsrichtung hinter
einander angeordnete Befestigungsflächen aufweisen, denen
eine entsprechende Anzahl von Ankopplungsflächen des festste
henden Teils zugeordnet ist. Darüber hinaus ist auch an eine
Ausführungsform gedacht, bei der sich der die Ankopplungsflä
che des Lastaufnehmers aufweisende Schenkel oberhalb des He
bels erstreckt. Dabei kann jede Ankopplungsfläche des Last
aufnehmers auch eine Mehrzahl von zur Ankopplung entsprechen
der Biegelager des zur Herstellung einer Verbindung mit dem
Hebel gedachten Befestigungselementes dienenden Ankopplungs
flächen aufweisen. Ferner kann anstelle eines Hebels zur
Übertragung der den Lastaufnehmer beaufschlagenden Kraft auf
einen Meßwandler auch ein zwei oder mehr Hebel aufweisendes
Hebelsystem eingesetzt werden, wobei mindestens einer der He
bel des Hebelsystems mindestens drei in seiner Längsrichtung
voneinander beabstandete, jeweils zum Befestigen eines Ver
bindungselementes ausgelegte Befestigungsbereiche aufweist.
Claims (29)
1. Kraftmeßvorrichtung, insbesondere Wägezelle, mit einem
feststehenden Teil (10), einem mit dem feststehenden Teil
(10) verbundenen und zur Aufnahme der zu messenden Kraft die
nenden Lastaufnehmer (60), der durch die zu messende Kraft
bezüglich dem feststehenden Teil (10) auslenkbar ist, und
einem über ein erstes Verbindungselement mit dem Lastaufneh
mer (60) und über ein in seiner Längsrichtung von dem ersten
Verbindungselement beabstandetes zweites Verbindungselement
um eine senkrecht zu seiner Längsrichtung (102) verlaufende
Hebelachse (140, 142) verschwenkbar mit dem feststehenden
Teil (10) verbundenen Hebel (100) zum Übertragen der Auslen
kung des Lastaufnehmers (60) auf einen von dem ersten Verbin
dungselement und dem zweiten Verbindungselement in seiner
Längsrichtung beabstandeten Ausgabebereich (130) des Hebels
(100) mit einem veränderbaren Übertragungsverhältnis, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hebel (100) mindestens drei in seiner
Längsrichtung (102) voneinander beabstandete, jeweils zum Be
festigen eines der Verbindungselemente ausgelegte Befesti
gungsbereiche aufweist.
2. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens zwei Befestigungsbereiche in einer
senkrecht zur Längsrichtung (102) des Hebels (100) verlaufen
den Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.
3. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein zum Befestigen des zweiten
Befestigungselementes dienender Befestigungsbereich minde
stens zwei in Richtung der Hebelachse (140, 142) mit Abstand
nebeneinander angeordnete Befestigungssegmente (112, 114,
116, 118) aufweist.
4. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Befesti
gungsbereich eine vorzugsweise etwa senkrecht zur Längsachse
(102) des Hebels (100) verlaufende Befestigungsfläche (112,
118; 114, 116; 120) an einer dem Ausgabebereich (130) abge
wandten Stirnseite (110) des Hebels (100) aufweist.
5. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnehmer (60)
und das feststehende Teil (10) insgesamt mindestens drei in
Längsrichtung (102) des Hebels (100) voneinander beabstande
te, jeweils zum Ankoppeln eines der Verbindungselemente aus
gelegte Ankopplungsbereiche aufweisen, wobei die Abstände
zwischen den Ankopplungsbereichen in Längsrichtung (102) des
Hebels (100) denjenigen zwischen den Befestigungsbereichen
entsprechen.
6. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens zwei Ankopplungsbereiche in einer
senkrecht zur Längsachse (102) des Hebels (100) verlaufenden
Richtung parallel versetzt zueinander angeordnet sind.
7. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ankopplungsbereich des
feststehenden Teils (10) mindestens zwei in Richtung der He
belachse (140, 142) mit Abstand nebeneinander angeordnete An
kopplungssegmente (212, 318; 214, 316) aufweist.
8. Kraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ankopplungsbereich
eine senkrecht zur Längsrichtung (102) des Hebels (100) ver
laufende und dem Ausgabebereich (130) abgewandte Ankopplungs
fläche (212, 318; 214, 316) aufweist.
9. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß mindestens eine Ankopplungsfläche (212, 318;
214, 316) mit einer Befestigungsfläche (112, 118; 114, 116)
des Hebels (100) fluchtet.
10. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der
Befestigungsbereiche und/oder einer der Ankopplungsbereiche
zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem der Verbin
dungselemente ausgelegt ist, insbesondere mindestens eine Ge
windebohrung (112a, 114a, 116a, 118a, 120a, 212a, 214a, 316a,
66a) aufweist.
11. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsberei
che und/oder die Ankopplungsbereiche etwa spiegelsymmetrisch
bezüglich einer senkrecht zur Hebelachse (140, 142) verlau
fenden Ebene angeordnet sind.
12. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnehmer (60)
in Längsrichtung (102) des Hebels (100) zwischen den Befesti
gungsbereichen und dem Ausgabebereich (130) angeordnet, vor
zugsweise in einer den Hebel (100) durchsetzenden Ausnehmung
(132) aufgenommen ist.
13. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Lastaufnehmer (60) einen sich in Längs
richtung (102) des Hebels (100) in Richtung auf die Befesti
gungsbereiche erstreckenden und einen der Ankopplungsbereiche
aufweisenden Ausleger (64) aufweist.
14. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Teil
(10) zwei in etwa sich senkrecht zur Hebelachse (140, 142)
erstreckenden Ebenen angeordnete Seitenteile (20, 30) auf
weist und der Hebel (100) im wesentlichen zwischen diesen
Seitenteilen (20, 30) angeordnet ist.
15. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß jedes Seitenteil (20, 30) mindestens ein
Ankopplungssegment (212, 214, 316, 318) eines Ankopplungsbe
reichs aufweist.
16. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Ankopplungssegmente (212, 214, 316,
318) an den dem Ausgabebereich (130) abgewandten Enden der
Seitenteile (20, 30) angeordnet sind.
17. Kraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (100) mindestens
einen sich etwa parallel zur Hebelachse (140, 142) in Rich
tung auf eines der Seitenteile (20, 30) erstreckenden und
mindestens ein Befestigungssegment (112, 114, 116, 118) eines
Befestigungsbereichs aufweisenden Vorsprung (106, 108) auf
weist.
18. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Befestigungssegment (212, 214, 316,
318) des Vorsprungs (106, 108) in einer senkrecht zu einer
durch die Hebelachse (140, 142) und die Längsrichtung (102)
des Hebels aufgespannten Ebene verlaufenden Richtung parallel
versetzt bezüglich dem Ankopplungssegment (212, 214, 316,
318) des entsprechenden Seitenteils (20, 30) angeordnet ist.
19. Kraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Befestigung des er
sten Verbindungselements dienender Befestigungsbereich des
Hebels (100) zwischen den Ebenen der Seitenteile (20, 30) an
geordnet ist.
20. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Ankopplungsbereich des Lastaufnehmers
(60) in einer etwa senkrecht zu der durch die Hebelachse
(140, 142) und die Längsrichtung (102) des Hebels (100) auf
gespannten Ebene verlaufenden Richtung parallel versetzt be
züglich dem zwischen den Seitenteilen (20, 30) angeordneten
Befestigungsbereich angeordnet ist.
21. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgabebereich
(130) eine in einer an dem feststehenden Teil (10) festgeleg
ten Magnetanordnung (138) aufgenommene Kompensationsspule
(136) eines elektromagnetischen Kraftkompensationssystems
festgelegt ist.
22. Kraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastaufnehmer (60)
über zwei in parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeord
nete, in diesen Ebenen steife und quer dazu auslenkbare Len
ker (40, 50) bezüglich dem feststehenden Teil (10) parallel
geführt ist, wobei jeder Lenker (40, 50) an seinem einen Ende
mit dem Lastaufnehmer (60) und an seinem dazu entgegengesetz
ten anderen Ende mit dem feststehenden Teil (10) verbunden
ist.
23. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Längsrichtung (102) des Hebels (100)
etwa parallel zu den Ebenen der Lenker (40, 50) verläuft und
der Hebel (100) im wesentlichen zwischen den Ebenen der Len
ker (40, 50) angeordnet ist.
24. Kraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem der Lenker
(40) eine Justiereinrichtung zugeordnet ist, mit der minde
stens ein zur Verbindung dieses Lenkers (40) mit dem festste
henden Teil (10) dienender Verbindungsbereich (72) in einer
quer zur Ebene der Lenker (40, 50) verlaufenden Richtung ju
stierbar ist.
25. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Justiereinrichtung mindestens einen
sich in seiner Längsrichtung etwa parallel zu den Ebenen der
Lenker (40, 50) erstreckenden, um eine etwa parallel zu die
sen Ebenen verlaufende Schwenkachse (24, 34) verschwenkbar an
das feststehende Teil (10) angelenkten und den Verbindungsbe
reich (72) aufweisenden Arm (70) sowie ein an einem Angriffs
bereich des Arms (70) angreifendes und zum Verschwenken des
Armes (70) dienendes Stellglied aufweist, wobei die Entfer
nung zwischen dem Angriffsbereich (74) und dem Verbindungsbe
reich (72) mindestens genauso groß ist wie die Entfernung
zwischen dem Verbindungsbereich (72) und der Schwenkachse
(24, 34).
26. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Arm (70) über ein Biegegelenk (24, 34)
an das feststehende Teil (10) angekoppelt, vorzugsweise ein
stückig mit dem feststehenden Teil (10) gebildet ist.
27. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, ge
kennzeichnet durch ein einerseits mit dem Arm (70) und ande
rerseits mit dem feststehenden Teil verbundenes, einer Aus
lenkung des Arms (70) parallel zu den Ebenen der Lenker (40,
50) entgegenwirkendes und in einer quer zu diesen Ebenen ver
laufenden Richtung nachgiebiges, vorzugsweise elastisch ver
formbares Stabilisierungselement (80).
28. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Stabilisierungselement (80) mindestens
einen Verbindungssteg mit einem in einer sich senkrecht zur
Schwenkachse (24, 34) erstreckenden Ebene im wesentlichen S-
förmigen Querschnitt aufweist.
29. Kraftmeßvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, da
durch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (80) einstückig
mit dem Arm (70) und/oder dem feststehenden Teil (10) gebil
det ist.
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