DE20007781U1

DE20007781U1 - Wägeaufnehmer mit mehreren Übersetzungshebeln

Info

Publication number: DE20007781U1
Application number: DE20007781U
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-04-29
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2010-04-30
Also published as: DE20008066U1; DE19923207C1; CN1143123C; DE20007782U1; US6365847B1; CN1274836A; JP3234213B2; JP2000346697A

Description

Sartorius AG SW 9905-GM-2

Weender Landstraße 94-108 Kö/no

D-3707S Göttingen 28.04.2000 *

Wägeaufnehmer mit mehreren Übersetzungshebeln

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wägeaufnehmer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation, dessen wesentliche Teile aus einem einzigen Materialblock herausgearbeitet sind, mit einem beweglichen Lastaufnehmer, der durch einen oberen und einen unteren Lenker mit dem feststehenden Bereich des Materialblockes verbunden ist, mit mindestens zwei Übersetzungshebeln zur Kraftuntersetzung, mit Koppelelementen zwischen den Übersetzungshebeln und zwischen dem Lastaufnehmer und dem ersten Übersetzungshebel und mit einer Spule, die am längeren Hebelarm des letzten Übersetzungshebels befestigt ist und die sich im magnetischen Feld eines gehäusefesten Permanentmagneten befindet.

Ein Wägeaufnehmer dieser Art ist z. B. aus der DE 19S 40 782 Cl bekannt. Er weist durch seine monolithische Bauweise sehr gute Messeigenschaften und eine hervorragende Langzeitstabilität auf und eignet sich durch seine zwei oder mehr Übersetzungshebel mit ihrem insgesamt hohen Übersetzungsverhältnis besonders für hohe Lasten oberhalb von 10 kg.

Nachteilig an diesem Wägeaufnehmer ist einzig, dass seine Empfindlichkeit nur durch die externe Auflage von Kalibriergewichten überprüft und ggf. nachjustiert werden kann. Die Handhabung von externen Kalibriergewichten > 10 kg ist jedoch umständlich.

Es ist daher bei aus einzelnen Teilen zusammengesetzten Wägeaufnehmern bereits bekannt (z. B. aus der US 4,932,487 A) interne Kalibriergewichte zu benutzen, die nicht am Lastaufnehmer direkt angreifen, sondern an einem der. Übersetzungshebel. Dadurch kann das Kalibriergewicht deutlich kleiner als die Höchstlast der Waage bleiben und wirkt aufgrund des Übersetzungsverhältnisses dennoch wie ein Kalibriergewicht mit Höchstlast. - Die Übertragung dieses Prinzips auf einen monolithischen Wägeaufnehmer der eingangs genannten Art ist jedoch schwierig, da durch die monolithische Bauweise der Platz im Wägeaufnehmer sehr beengt ist.

Bei einem teilmonolithischen Wägeaufnehmer, bei dem bis auf den letzten Übersetzungshebel alle Übersetzungshebel, Koppelelemente und die Lenker aus einem Block durch dünne Schnitte herausgearbeitet sind (EP 789 232 A2), ist es außerdem bekannt, einen durch zwei zusätzliche Lenker parallelgeführten Ankopplungsbereich für ein internes Kalibriergewicht vorzusehen und an diesem Ankoppelungsbereich zwei Querstangen als Trägereinrichtung für das Kalibriergewicht anzubringen. Dabei werden entweder auf beiden Seiten des Wägesystems symmetrisch oder nur einseitig rollenförmige Kalibriergewichte mit dem Hebelwerk in Wirkverbindung gebracht. Die Verwendung von einem Kalibriergewicht auf einer Seite kann zu Torsionskräften führen, die auf das Hebelwerk einwirken oder bei symmetrischer Anordnung von zwei Kalibriergewichten sind diese genau aufeinander abzugleichen. Diese zusätzliche Lenkerparallelführung vergrößert jedoch auch die Bauhöhe des Wägeaufnehimers und erhöht die Zahl der Federgelenke um vier weitere Gelenke, sodass die Federkonstante des Wägeaufnehmers und damit die Gefahr von unkontrollierten Messwertänderungen steigt. Außerdem werden durch die Befestigung der Querstangen am monolithischen Teil Materialspannungen in dieses Teil eingebacht und dadurch die Vorteile der monolithischen Bauweise teilweise wieder zunichte gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wägeaufnehmer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine Kalibrierung und ggf. auch eine Justierung mit hoher Genauigkeit durch ein internes Kalibriergewicht möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies in einer ersten Variante dadurch erreicht, dass mindestens ein Hebel für die direkte Auflage eines Kalibriergewichtes ausgebildet und monolithischer Bestandteil des Materialblockes ist. - In einer ersten Ausführungsform wird nur je ein zusätzliches Gelenk für die Lagerung und für

SW9905-GM-2 . " . .. '

die Ankopplung eines zusätzlichen Hebels benötigt. Durch den zusätzlichen Hebel mit seinem Übersetzungsverhältnis wird ein besonders großer Variabilitätsbereich für das Übersetzungsverhältnis zwischen dem internen Kalibriergewicht und dem Lastaufnehmer bzw. zwischen dem internen Kalibriergewicht und der Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation erreicht.

In einer zweiten Variante wird das Ziel der Erfindung dadurch erreicht, dass einer der Übersetzungshebel einen zusätzlichen Hebelarm für die Auflage eines Kalibriergewichtes aufweist und dass dieser zusätzliche Hebelarm ebenfalls monolithischer Bestandteil des Materalblockes ist. - In dieser Ausführungsform werden keine zusätzlichen Gelenkstellen benötigt, da nur einer der sowieso vorhandenen Übersetzungshebel durch einen zusätzlichen Hebelarm ergänzt bzw. verlängert sind. Durch die Länge des zusätzlichen Hebelarms kann das Übersetzungsverhältnis des internen Kalibriergewichtes zum Lastaufnehmer bzw. zur Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation leicht verändert werden. Durch die monolithische Integration auch dieses zusätzlichen Hebelarms werden die Vorteile der monolithischen Bauweise - insbesondere die gute Temperatur- und Langzeitstabilität - auch für die Kalibrierung/Justierung nutzbar gemacht

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Figur 1 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer ersten Ausgestaltung, Figur 2 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer zweiten Ausgestaltung, Figur 3 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer dritten Ausgestaltung, Figur 4 eine Vorderansicht des Lastaufnehmers aus Figur 3, Figur 5 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer vierten Ausgestaltung, Figur 6 eine Vorderansicht des Lastaufnehmers aus Figur 5, Figur 7 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer fünften Ausgestaltung, Figur 8 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer sechsten Ausgestaltung, Figur 9 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer siebten Ausgestaltung, Figur 10 einen Wägeaufnehmer in Seitenansicht in einer achten Ausgestaltung, Figur 11 den Wägeaufnehmer aus Figur 10 in Rückansicht und Figur 12 einen vertikalen Schnitt durch einen Teil des Wägeaufnehmers aus Figur 1.

SW9905-GM-2

• · 4 ·

In Figur 1 ist der Wägeaufnehmer in einer ersten Ausgestaltung gezeigt. Man erkennt in der Seitenansicht einen feststehenden Grundkörper 1, der auf seiner. Unterseite flache Fußbereiche 6 aufweist, an denen er am Gehäuse der Waage festgeschraubt werden kann. Anstelle der integrierten Fußbereiche 6 können diese Erhebungen Bestandteile eines Gehäuses, einer Montageplatte oder eines Chassis sein. Der Grundkörper 1 setzt sich nach links in einen vorkragenden Bereich 2 und einen vorkragenden Bereich 3 fort. Der Bereich 2 hat eine Breite von ca. zwei Drittel der Breite des Grundkörpers 1, der Bereich 3 ist noch schmaler (ca. 40 % vom Grundkörper 1). Im Grundkörper 1 befindet sich ein rundes Loch 8, das einen (nicht gezeichneten) zylindrischen Permanentmagneten aufnimmt.

Ganz links in Figur 1 ist der Lastaufnehmer 10 eingezeichnet, der durch einen oberen Lenker 12 und einen unteren Lenker 11 mit dem Grundkörper 1 verbunden ist. Die Gelenkstelle zwischen dem oberen Lenker 12 und dem Lastaufnehmer 10 ist mit 15 bezeichnet, sie zieht sich über die ganze Breite des Lenkers bzw. Lastaufnehmers hin, die Gelenkstelle zwischen dem unteren Lenker 11 und dem Lastaufnehmer 10 ist mit 14 bezeichnet, sie zieht sich ebenfalls über die ganze Breite des Lenkers bzw. Lastaufnehmers hin. Die Geienksteiien zwischen den Lenkern 11 und 12 und dem Grundkörper 1 sind mit 16 bzw. 17 bezeichnet, sie ziehen sich ebenfalls über die ganze Breite hin. Der obere Lenker 12 weist eine mittige Ausnehmung auf, in die der vorkragende Teil 3 hineinragt. (Die obere Abschlussfläche des vorkragenden Teils 3 befindet sich auf der gleichen Höhe wie die Oberseite des Lenkers 12 und ist in der Seitenansicht daher nicht erkennbar. Nur die vertikale Rückseite 39 des vorkragenden Teils 3 ist in Figur 1 teilweise erkennbar) - Durch die Lenker 11 und 12 mit ihren Gelenkstellen ist der Lastaufnehmer 10 mit dem Grundkörper verbunden, kann sich aber in vertikaler Richtung etwas bewegen. Diese Gelenkstellen sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen Materialdünnstellen des Materialblockes.

Die zu messende Kraft wird vom Lastaufnehmer 10 über den stabilen Vorsprung 13 und über Koppelelemente 18 mit den Geienksteiien 19 und 20 auf den kurzen Hebelarm 21 des ersten Hebels übertragen. Der lange Hebelarm des ersten Hebels ist mit 22 bezeichnet. Weiter erkennt man eine dreieckförmige Verstärkung 42 zwischen dem kurzen Hebelarm 21 und dem langen Hebelarm 22 des ersten Hebels. Der erste Hebel 21/22 ist über Lagerstellen 4 am vorkragenden Teil 3 gelagert. Der vorkragende Teil 2,3 ist durch mehrere horizontale und vertikale Stufungen 2', 2", 3' (siehe Figur 1 und 3) des gehäusefesten

SW 9905-GM-2..

Grundkörpers 1 gebildet, die ihrerseits Lagerstellen für Hebel und Koppelelemente bilden. Die Anordnung von vertikalen und horizontalen Stufungen 2', 2", 3' in den vorkragenden Teilen 2, 3 schafft Freiräume für den Zugang von Bearbeitungswerkzeugen für das Herausarbeiten der Einzelelemente aus dem Materialblock. Weitere Stufungen auf der Unter- und Oberseite der vorkragenden Teile 2,3 sind in Fig. 1, 2, 3 und 5 erkennbar, jedoch nicht mit Bezugszeichen belegt.

Vom Ende des langen Hebelarms 22 wird die untersetzte Kraft über eine Gelenkstelle 43 auf das Koppelelement 23 übertragen und von dort über Gelenkstellen 38 auf den kurzen Hebelarm 24 des zweiten Hebels. Der zweite Hebel 24/25 ist über Gelenkstellen 5 am vorkragenden Teil 2 gelagert. Der obere Teil des langen Hebelarms 25 ist gabelförmig aufgespalten: Der eine Teil befindet sich auf der einen Seite des vorkragenden Teils 3 - in Figur 1 vor dem vorkragenden Teil 3 - , der andere Teil befindet sich auf der anderen Seite des vorkragenden Teils 3 - in Figur 1 hinter dem vorkragenden Teil 3 und damit nicht erkennbar.

Von dort werden die beiden Kräfte von den langen Hebelarmen 25 des zweiten Hebels über zwei Teilkoppelgelenke 26 auf die beiden Teile 29 des aufgespaltenen kurzen Hebelarms des dritten Hebels 29/27/28 übertragen. Der dritte Hebel ist über Abstützelemente 30 mit den Gelenkstellen 32 und 33 am Grundkörper 1 gelagert. Der lange Hebelarm 27 des dritten Hebels ist in seinem Anfangsbereich in zwei Schenkel aufgespalten und wird am Ende wieder in einem Teil 28 zusammengeführt. An diesem gemeinsamen Teil 28 ist die Spule 34 befestigt, Die gabelförmigen Schenkel 27 des dritten Hebels umgreifen den vorkragenden Teil 3 symmetrisch. Die Abstützelemente 30 für den dritten Hebel befinden sich wiederum seitlich außerhalb der beiden Schenkel 27.

Weiter ist am Lastaufnehmer 10 auf der Oberseite und der Unterseite je eine· Stufe 40 erkennbar. Die Höhe dieser Stufe ist so bemessen, dass sich die waagerechte Fläche der Stufe 40 genau in der Höhe der neutralen Faser der Gelenkstellen 15 und 17 des oberen Lenkers 12 bzw. in der Höhe der neutralen Faser der Gelenkstellen 14 und 16 des unteren Lenkers 11 befindet. Ah diesen waagerechten Flächen wird die Waagschale bzw..die Unterschale mittels eines C-förmigen Zwischenteils am Wägeaufnehmer befestigt. Durch diese Ausgestaltung der Waagschalen/Unterschalen-Befestigung wird das bei außermittiger Belastung der Waagschale auftretende Drehmoment als

SW9905-GM-2

waagerechtes Kräftepaar direkt in die Lenker 11 und 12 eingeleitet und verursacht keine Torsion des Lastaufnehmers 10.

Der erfindungsgemäße Wägeaufnehmer ist nun mit einem zusätzlichen Hebel 44 ausgestattet, der an einem seitlichen Vorsprung 45 am vorkragenden Bereich 3 gelagert ist. Der zusätzliche Hebel 44 drückt über ein Koppelelement 46 auf den mittleren Teil des langen Hebelarms 25 des zweiten Übersetzungshebels 24/25. Am Ende des zusätzlichen Hebels 44 weist dieser eine Vertiefung 47 auf, in die beim Kalibrieren oder Justieren ein Kalibriergewicht 49 abgelegt werden kann. Die für das Anheben bzw. Absenken des Kalibriergewichtes 49 notwendige Vorrichtung befindet sich außerhalb des monolithischen Materialblockes und ist der Übersichtlichkeit halber in Figur 1 nicht eingezeichnet, jedoch in Figur 12 bei Pos. 73, 73' angedeutet. Verschiedene Bauformen dieser Hubvorrichtung sind bekannt und müssen daher hier nicht im Einzelnen erläutert werden.

Das Kalibriergewicht 49 ist zylinderförmig und erstreckt sich durch einen Durchbruch 48 im vorkragenden Bereich 3 hindurch auch auf die andere, in Figur 1 hinter der Zeichenebene gelegene Seite des vorkragenden Bereiches 3. Hinter der Zeichenebene befindet sich ein gleicher zusätzlicher Hebel 44' mitsamt seiner Lagerung und einem Koppelelement 46. Dies ist in Figur 12 erkennbar. Figur 12 ist ein vertikaler Schnitt durch den mittleren Teil des Wägeaufnehmers längs der gepunkteten Linie 72 in Figur 1. Das Kalibiergewicht 49 liegt daher in der in Figur 1 und 2 gezeichneten Kalibrierstellung auf den beiden zusätzlichen Hebeln 44 und 44' auf. Seine Gewichtskraft wird über die beiden Koppelelemente 46 als waagerechte Kraft in die beiden langen Hebelarme 25 des zweiten Übersetzungshebels 24/25 eingeleitet, wo die Kraft vom Lastaufnehmer schon deutlich reduziert ist. Dadurch und durch die zusätzliche Hebelwirkung des zusätzlichen Hebels 44/44' reicht ein Kalibriergewicht 49 von z. B. 300 g, um eine Belastung von 50 kg am Lastaufnehmer zu simulieren. Das Kalibriergewicht 49 ist daher auch bei hohen Nennlasten des Wägeaufnehmers so klein und so leicht, dass die Baugröße und das Gewicht des Wägeaufnehmers nicht wesentlich vergrößert werden.

Die zusätzlichen Hebel 44/44% deren Lagerung und die Koppelelemente 46 sind monolithischer Bestandteil des Metallblockes, aus dem auch der übrige Wägeaufnehmer herausgearbeitet ist. Damit ergeben sich auch für die Kalibriergewichtsauflage die Vorteile der monolithischen Bauweise, wie z. B. große Langzeitkonstanz und geringer Temperatureinfluss.

SW9905-GM-2

In der normalen Wägestellung ist das Kalibriergewicht 49 durch eine nur in Figur 12 mit 73 und 73'angedeutete, gehäusefest angeordnete Hubvorrichtung angehoben und wird gegen die Oberseite der Durchbrechung 48 im vorkragenden Bereich 3 als Anschlag gedrückt (ist. gleichzeitig Transportsicherung). Eine Wirkverbindung zu den zusätzlichen Hebeln 44/44' besteht dann nicht mehr.

Eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wägeaufnehmers ist in Figur 2 gezeigt. Gleiche Teile wie in der ersten Ausgestaltung gemäß Figur 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert.. In dieser zweiten Ausgestaltung ist neben dem zusätzlichen Hebel 55, der an einem seitlichen Vorsprung 56 am vorkragenden Bereich 2 gelagert ist, ein Kniehebelsystem 57/58 vorhanden, das die an der Gelenkstelle 65 wirkende vertikale Kraft vergrößert und als horizontale Kraft an der Gelenkstelle 66 in den langen Hebelarm 25 des zweiten Übersetzungshebels 24/25 einleitet. Das Kniehebelsystem 57/58 ist dabei über die Gelenkstelle 67 an einem Vorsprung 69 des Grundkörpers 1 gelagert und stützt sich dort ab. Das Kalibriergewicht 49 erstreckt sich wie in der ersten Ausgestaltung durch eine Durchbrechung 59 im vorkragenden Bereich 2 hindurch bis hinter die Zeichenebene. Hinter der Zeichenebene auf der Rückseite des vorkragenden Bereiches 2 ist ebenfalls ein zusätzlicher Hebel 55 und ein Kniehebelsystem 57/58 vorhanden, sodass die Gewichtskraft des Kalibriergewichtes 49 wieder in zwei Teilkräften in die beiden Hebelarme 25 des zweiten Übersetzungshebels 24/25 eingeleitet wird. Die Hubvorrichtung für das Anheben bzw. Absenken des Kalibriergewichtes 49 ist der Übersichtlichkeit halber wieder nicht eingezeichnet. - Die Funktionsweise dieser zweiten Ausgestaltung ist genauso wie bei der ersten Ausgestaltung. Durch die zusätzliche Kniehebelanordnung kann das Kalibriergewicht bei gleicher Höchstlast der Waage noch kleiner und leichter ausgebildet sein.

In beiden Ausgestaltungen kann das zylindrische Kalibriergewicht 49 vorteilhafterweise in seiner Längsachse länger sein als die Breite des monolithischen Blockes, damit die Hubvorrichtung (73/73' in Figur 12) für das Kalibriergewicht auf beiden Seiten seitlich neben dem monolithischen Materialblock angebracht sein kann und die Hubvorrichtung das Kalibriergewicht an den überstehenden Enden 79, 79' anheben kann.

In den Figuren 3 und 4 ist eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgeniäßen Wägeaufnehmers gezeigt. Figur 3 ist eine Seitenansicht, Figur 4 eine

SW 9905-GM-2

·« ·- ti i f« &diams;&diams;

Vorderansicht auf den Lastaufnehmer. Gleiche Teile wie in den ersten Ausgestaltungen sind wieder mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. Der Wägeaufnehmer in Figur 3 und 4 weist am zweiten Übersetzungshebel 24/25 eine kurze vertikale Verlängerung 51 auf, die in einen horizontalen Hebelarm 52 übergeht. Dieser horizontale Hebelarm 52 durchsetzt den Lastaufnehmer 10, der dazu in seiner Symmetrieebene eine rechteckige Ausnehmung 53 aufweist. Diese Ausnehmung 53 ist in der Vorderansicht auf den Lastaufnehmer 10 in Figur 4 erkennbar. Der horizontale Hebel 52 weist an seinem (in Figur 1 linken) Ende eine Vertiefung 53 auf, in die beim Kalibrieren oder Justieren ein Kalibriergewicht 50 abgelegt werden kann. In Figur 3 ist das Kalibriergewicht in dieser Kalibrierstellung gezeichnet. Die für das Anheben bzw. Absenken des Kalibriergewichtes notwendige Vorrichtung ist in Figur 3 nur durch eine Aufnahme 54 angedeutet, die vertikal beweglich ist. - In dieser Ausgestaltung ist also der gemäß dem Stand der Technik bereits vorhandene Übersetzungshebel 24/25 durch den zusätzlichen Hebelarm 51/52 verlängert und so eine Auflagemöglichkeit für das Kalibriergewicht 50 geschaffen. Der zusätzliche Hebelarm 51/52 ist aus dem Materialblock des Wägeaufnehmers mit herausgearbeitet und dadurch monolithischer Bestandteil des Wägeaufnehmers.

Eine vierte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wägeaufnehmers ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Figur 5 ist eine Seitenansicht, Figur 6 eine Vorderansicht auf den Lastaufnehmer. Gleiche Teile wie in der dritten Ausgestaltung gemäß den Figuren 3 und '4 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. In dieser vierten Ausgestaltung ist der Hebelarm 62 für das Kalibriergewicht 50 in seinem mittleren Teil 62762" gabelförmig aufgespalten. Der eine Teil 62' befindet sich in einer Nut 63 im Lastaufnehmer 10, die in Figur 5 auf der Vorderseite des Lastaufnehmers 10 eingefräst ist (in Figur 6 auf der rechten Seite); der andere Teil 62" befindet sich in Figur 5 auf der Rückseite des Lastaufnehmers 10 und ist deshalb in Figur 5 nicht erkennbar, in Figur 6 befindet sich der Teil 62" in einer Nut 63' auf der linken Seite des Lastaufnehmers 10. Im Bereich links vom Lastaufnehmer 10 in Figur 5 ist der Hebelarm 62 wieder zusammengeführt und trägt dort das Kalibriergewicht 50.

In Figur 7 ist der Wägeaufnehmer in einer fünften Ausgestaltung in Seitenansicht gezeigt. Man erkennt einen Lastaufnehmer 102 der über einen oberen Lenker 104 und einen unteren Lenker 103 in Form einer Parallelführung mit einem feststehenden Grundkörper 101 verbunden ist. Die Gelenkstellen der Lenker sind

SW 9905-GM-2

mit 106 bezeichnet. Am Lastaufnehmer 102 ist die nicht gezeichnete Waagschale befestigt. Die Gewichtskraft des Wägegutes wird nun von einem Vorsprung 107/117 des Lastaufnehmers 102 über ein erstes, vertikales Kraftübertragungselement 108 auf einen Winkelhebel 109 'übertragen. Der Winkelhebel 109 ist mit einer Gelenkstelle 119 an einem Vorsprung 114 des Grundkörpers 101 gelagert. Der kurze, waagerechte . Hebelarm des Winkelhebels 109 ist gleich dem waagerechten Abstand zwischen dem Kraftübertragungselement 108 und der Gelenkstelle 119; der lange, vertikale Hebelarm ist gleich dem vertikalen Abstand zwischen der Gelenkstelle 119 und der Gelenkstelle 116.

An der Gelenkstelle 116 wird die reduzierte und umgelenkte Gewichtskraft auf einen zweiten Winkelhebel 111 übertragen, der sich über ein Kraftübertragungselement 110 am Grundkörper 101 abstützt. Der kurze, vertikale Hebelarm des Winkelhebels 111 ist gleich dem vertikalen Abstand zwischen der Gelenkstelle 120 des Kraftübertragungselementes 110 und der Dünnstelle 116; sein langer, horizontaler Hebelarm 123 ist gleich dem horizontalen Abstand zwischen der Dünnstelle 116 und dem Befestigungspunkt 124 der Spule 112. Die Spule 112 befindet sich im Luftspalt des Permanentmagneten 113, der direkt am Grundkörper 101 befestigt ist.

Die im Vorstehenden beschriebene Anordnung der Parallelführung und der Hebel und die Herausarbeitung aus einem einzigen Metallblock ist aus der bereits zitierten DE 195 40 782 Cl bekannt und deshalb hier nur ganz kurz beschrieben.

Der erfindungsgemäße Wägeaufnehmer weist nun zusätzlich einen Hebel 121. zur Auflage eines Kalibriergewichtes 130 auf. Der Hebel 121 ist über eine Gelenkstelle 122 an einem seitlichen Vorsprung 125 des Grundkörpers 101 gelagert. Der Grundkörper 101 weist dazu links von der Kante 129 nicht mehr die volle Breite (senkrecht zur Zeichenebene) wie rechts von der Kante 129 auf, sondern nur noch etwa 50 % und bildet eine Stufung quer zum Grundkörper 101. Neben dem schmaleren Teil des Grundkörpers 101 ist dadurch auf jeder Seite ca. 25 % der ursprünglichen Breite des Grundkörpers 101 Platz für je einen zusätzlichen Hebel, von dem in Figur 7 nur der eine, dem Betrachter zugewandte Hebel 121 erkennbar ist. Dieser Hebel 121 hat eine Breite von ca. 20 % der vollen Breite des Grundkörpers 101, sodass ca. 5 % der Breite des Grundkörpers Abstand zwischen dem schmaleren Teil des Grundkörpers und dem jeweiligen Hebel 121 verbleiben. - Diese Anordnung auf beiden Seiten des schmaleren Teils

SW 9905-GM-2

des Grundkörpers entspricht der schon anhand der ersten Ausgestaltung gemäß Figur 1 und 12 erläuterten Bauweise.

Das Kalibriergewicht 130 ist zylinderförmig, erstreckt sich durch eine Durchbrechung 131 im Grundkörper 101 hindurch und liegt auf beiden Teilhebeln 121 auf. Das Kalibriergewicht 130 kann durch eine im Detail nicht dargestellte Hubvorrichtung (schematisch nur in Figur 12 bei Pos. 73,73' angedeutet) außerhalb des monolithischen Materialblockes angehoben und gegen die obere Begrenzung der Durchbrechung 131 als Anschlag gedrückt werden. Liegt das Kalibriergewicht 130 jedoch - wie gezeichnet - zum Kalibrieren bzw. Justieren auf den beiden Teilhebeln 121 auf, so wird die dem Kalibriergewicht entsprechende Kraft über ein waagerechtes Druckstück 126 mit den beiderseitigen Dünnstellen 127 als waagerechte Kraft in den Winkelhebel 109 eingeleitet. Durch die Wahl des vertikalen Abstandes zwischen den Gelenkstellen 127 und der Lagerdünnstelle 122 des Hebels 121 und durch die Wahl des vertikalen Abstaindes zwischen den Gelenkstellen 127 und der Lagerdünnstelle 119 des Winkelhebels 109 kann das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Kalibriergewicht 130 und einer Last bzw. einem Gewichtsstück auf der (nicht dargestellten) Waagschale in weiten Grenzen angepasst werden. - Selbstverständlich ist es bei Bedarf auch möglich, statt des Hebels 121 einen Kniehebel vorzusehen, wie es bereits für die in Figur 2 beschriebene zweite Ausgestaltung des Wägeaufnehmers erläutert wurde. Dadurch ist eine noch größere Übersetzungsmöglichkeit gegeben.

In Figur 8 ist eine sechste Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht gezeigt. Gleiche Teile wie in der Ausgestaltung gemäß Figur 7 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 8 weist der Winkelhebel 109 einen zusätzlichen Hebelarm 139 auf, der gabelförmig aufgespalten ist und sich in je einer Nut 136 auf beiden Seiten des Lastaufnehmers 102 bis in den Bereich links (im der Darstellungsweise der Figur 8) vom Lastaufnehmer 102 erstreckt und dort: eine Vertiefung 138 zur Aufnahme des Kalibriergewichtes 140 aufweist. Die Bauart dieses zusätzlichen Hebelarms 139 entspricht der in den Figuren 5 und 6 bereits erläuterten Bauart und muss daher nicht noch einmal im Einzelnen erläutert werden. Auch die Hubvorrichtung 137 ist wieder nur angedeutet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den zusätzlichen Hebelarm durch ein mittiges Loch im Lastaufnehmer 102 hindurchzuführen, wie es bereits anhand der Figuren 3 und 4 erläutert wurde.

SW 9905-GM-^

Die siebte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers, die in Figur 9 in Seitenansicht gezeigt ist, ähnelt der gerade anhand von Figur 8 beschriebenen Ausgestaltung. Gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet und. werden nicht noch einmal erläutert. In Figur 9 ist der zweite Winkelhebel 111 durch einen zusätzlichen Hebelarm 141 nach links verlängert, und umgreift gabelförmig in je einer Nut 142 den Lastaufnehmer 102 und trägt an seinem freien Ende das Kalibriergewicht 140. - Selbstverständlich kann auch hier der zusätzliche Hebelarm durch ein mittiges Loch im Lastaufnehmer 102 hindurchgeführt werden.

Eine weitere Ausgestaltung des Wägeaufnehmers ist in den Figuren 10 und 11 gezeigt, Figur 10 ist eine Seitenansicht und Figur 11 ist eine Ansicht von rechts (in der Darstellungsweise von Figur 10). auf die Rückseite des Wägeaufnehmers. Gleiche Teile wie in den vorhergehenden Ausführungen sind wieder mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert. In Figur 10 ist nun ein zusätzlicher Hebel 152 vorgesehen, der an seinem einen Ende über ein Koppelelement 150 mit den Gelenkstellen 151 an den langen Hebelarm 123 des letzten Übersetzungshebels 111 angekoppelt ist und der an seinem anderen Ende eine Aufnahmemulde 153 zur Aufnahme des Kalibriergewichtes 130 aufweist. Wie aus Figur 11 erkennbar, ist der Übersetzungshebel 123 in der Mittelebene des Wägeaufnehmers angeordnet, genauso das Koppelelement 150, während der zusätzliche Hebel 152 auf beiden Seiten des Grundkörpers 101 in je einer Nut 157 verläuft. Die beiden Teile des zusätzlichen Hebels 152 sind dabei durch eine Quertraverse 155 miteinander verbunden. Der zusätzliche Hebel 152 ist durch ein Federgelenk 154 mit dem Grundkörper 101 verbunden. Das Kalibriergewicht 130 ist wieder im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, erstreckt sich durch eine Durchbrechung 156 im Grundkörper 101 hindurch und liegt wieder auf den Aufnahmemulden 153 der beiden Teile des zusätzlichen Hebels 152 auf. Die obere Begrenzungsfläche der Durchbrechung 156 wirkt wieder als Anschlag für das Anheben des Kalibriergewichtes 130 in der Wägestellung. Die Vorrichtung zum Anheben bzw. Absenken des Kalibriergewichtes ist wieder auf beiden Seiten neben dem monolithischen Materialblock angeordnet und der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichnet. Das Übersetzungsverhältnis des zusätzlichen Hebels 152 kann durch verschiedene Anordnung der Federelementlagerung 154 leicht verändert und damit an die speziellen Erfordernisse angepasst werden.

SW 9905-GM-2

Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass jeweils ein einziges Kalibriergewiicht direkt und unmittelbar mit dem dafür vorgesehenen Übersetzungshebel für den Kalibriervorgang in Wirkverbindung gebacht werden kann. In mehreren bevorzugten Ausführungsformen ist das Kalibriergewicht 49,130 im Bereich zwischen Lastaufnehmer 10,102 und dem gehäusefesten Grundkörper 1 angeordnet, durchsetzt diesen Bereich in einer Durchbrechung 48, 59,131,156 quer und ist durch eine am gehäusefesten Grundkörper 1 angeordnete Hubvorrichtung 73,73' wahlweise in eine mit Kraftübertragungselementen 44,44', 55,121 in Wirkverbindung tretende Kalibrierposition oder in eine das Kalibriergewicht 49,130 deaktivierende Position bringbar.

SW 9905-GM-2

₈: :

Bezugszeichen-Liste

1 gehäusefester Grundkörper

2 vorkragender Teil am Grundkörper 2', 2", 3' Stufungen der vorkragenden Teile 2,

3 vorkragender Teil am Grundkörper

4 Lagerstelle ·

5 Gelenkstelle

10 Lastaufnehmer (trägt die Waagschale)

11 unterer Lenker

12 oberer Lenker

13 Vorsprung am Lastaufnehmer

14 Gelenkstelle zwischen unterem Lenker und Lastaufnehmer

15 Gelenkstelle zwischen oberem Lenker und Lastaufnehmer

16 Gelenk zwischen unterem Lenker und Grundkörper

17 Gelenkstelle zwischen oberem Lenker und Grundkörper

18 Koppelelemente zwischen Lastaufnehmer und ersten Hebel

19 Gelenkstellen zwischen Koppelelement und Vorsprung am Lastaufnehmer

20 Gelenkstellen zwischen Koppelelement und erstem Hebel

21 kurzer Hebelarm des ersten Hebels

22 langer Hebelarm des ersten Hebels

23 Koppelelement zwischen erstem und zweitem Hebel

24 kurzer Hebelarm des zweiten Hebels

25 langer Hebelarm des zweiten Hebels

26 Teilkoppelgelenke zwischen zweitem und drittem Hebel

27 langer Hebelarm des dritten Hebels (aufgespaltener Teil)

28 langer Hebelarm des dritten Hebels (nicht aufgespaltener Teil)

29 kurzer Hebelarm des dritten Hebels (aufgespalten)

30 Abstützelemente für den dritten Hebel

32 Gelenkstellen zwischen Abstützelement 30 bzw. 30' und dem dritten Hebel

33 Gelenkstellen zwischen Abstützelement 30 bzw. 30' und dem Grundkörper

34 Spule

39 Rückseite von 3

SW 9905-GM-2

38 . Gelenkstellen zwischen dem Koppelelement 23 und dem kurzen

Hebelarm des zweiten Hebels

40 Stufe am Lastaufnehmer 10 zur Befestigung der Waagschale

43 Gelenkstelle zwischen langem Hebelarm 22 des ersten Hebels und dem

Koppelelement

44,44' Hebel

45 Vorsprung

46 Koppelelement

47 Vertiefung

48 Durchbrechung

49 Kalibriergewicht

50 Kalibriergewicht

51 Verlängerung

52 Hebelarm

53 Ausnehmung, Vertiefung

54 Aufnahme

55 Hebel

56 Vorsprung 57/58 Kniehebelsystem 59 " Durchbrechung 62762" Teil des Hebelarms 62 Hebelarm

63,63' Nut

65 Gelenkstelle

66 Gelenkstelle

67 Gelenkstelle 69 Vorsprung

72 gepunktete Linie

73,73' Hubvorrichtung

79, 79' Enden des Kalibriergewichtes

101 Grundkörper

102 Lastaufnehmer

103 unterer Lenker

104 oberer Lenker

106 Gelenkstelle

107 Vorsprung

108 Kraftübertragungselement

SW9905-GM-2 .....

	···· ·· * ·· ··**	Winkelhebel
	Kraftübertragungselement
	Winkelhebel
109	Spule
110	Permanentmagnet
111	Vorsprung
112	Gelenkstelle
113	Vorsprung
114	Gelenkstelle, Lagerdünnstelle
116	Gelenkstelle
117	Hebel
119	Gelenkstelle, Lagerdünnstelle
120	Hebelarm
121	Befestigungspunkt der Spule
122	Vorsprung
123	Druckstück
124	Gelenkstellen
125	Kante
126	Kalibriergewicht
127	Durchbrechung
129	Nut
130	Hubvorrichtung
131	Vertiefung
136	Hebelarm
137	Kalibriergewicht
138	Hebelarm
139	Nut
140	Koppelelement
141	Gelenkstelle
142	Hebel
150	Aufnahmemulde
151	Federgelenk, Federelementlagerung
152	Quertraverse
153	Durchbrechung
154	Nut
155
156
157 .

SW 9905-GM-2 • · ·	• · ·· · ·	·· « ·	·· · · • · · ·	• · • ·	···· ···· • · ·
	•	• · · ·		• ·
		• · · ·	• ·	• · ·
• · ·	• • · ··	• · · · • · · ·	• · • ·	• · a • ·

Claims

1. Wägeaufnehmer nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation, dessen wesentliche Teile aus einem einzigen Materialblock herausgearbeitet sind, mit einem beweglichen Lastaufnehmer, der durch einen oberen und, einen unteren Lenker mit dem feststehenden Bereich des Materialblockes verbunden ist, mit mindestens zwei Übersetzungshebeln zur Kraftuntersetzung, mit Koppelelementen zwischen den Übersetzungshebeln und zwischen dem Lastaufnehmer und dem ersten Übersetzungshebel und mit einer Spute, die am längeren Hebelarm des letzten Übersetzungshebels befestigt ist und die sich im magnetischen Feld eines ortsfesten Permanentmagneten befindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel (44, 55, 121, 152) für die direkte Auflage eines Kalibriergewichtes (49, 130) ausgebildet und monolithischer Bestandteil des Materialblockes ist.

2. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Übersetzungshebel (21, 22) und einem zweiten Übersetzungshebel (24, 25) ein zusätzlicher Hebel (44, 55, 121, 152) für die direkte Aufnahme des Kalibriergewichtes (49, 130) zugeordnet und monolithischer Bestandteil des Materialblockes ist.

3. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Hebel (44, 55, 121, 152) in zwei Teilhebel (44/44', 55, 121, 152) aufgespalten ist.

4. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Hebel (44, 55, 121, 152) an einem der Übersetzungshebel (21/22, 24/25, 27/28/29, 109, 111/123) angreift.

5. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergewicht (49, 130) zylinderförmig ausgebildet ist, wobei die Länge längs der Zylinderachse größer ist als die Breite des Materialblockes.

6. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (113, 101) eine durchgehende Ausnehmung (48, 59, 131, 156) vorhanden ist, durch die sich das Kalibriergewicht (49, 130) hindurcherstreckt und dass diese Ausnehmung einen Anschlag zur Festlegung des Kalibriergewichtes (49, 130) aufweist.

7. Wägeaufnehmer nach dem Obergriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Übersetzungshebel (21/22, 24/25, 27/28/29, 109, 111) einen zusätzlichen Hebelarm (52, 62, 139, 141) für die direkte Auflage eines Kalibriergewichtes (50, 140) aufweist und dass dieser zusätzliche Hebelarm (52, 62, 139, 141) ebenfalls monolithischer Bestandteil des Materialblockes ist.

8. Wägeaufnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Hebelarm (52, 62, 139, 141) den Lastaufnehmer (10, 122, 132) waagerecht durchsetzt und außerhalb des Lastaufnehmers (10, 122, 132) die Auflagemöglichkeit für das Kalibriergewicht (50, 140) aufweist.

9. Wägeaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (52) den Lastaufnehmer (10) mittig in der Symmetrieebene des Wägeaufnehmers durchsetzt.

10. Wägeaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (62, 139, 141) gabelförmig aufgespalten ist und den Lastaufnehmer (10, 122, 132) in waagerechten seitlichen Nuten (63, 63', 136, 142) umgreift.

11. Wägeaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergewicht (49, 130) im Bereich zwischen Lastaufnehmer (10) und dem gehäusefesten Grundkörper (1) angeordnet ist, diesen Bereich in einer Durchbrechung (48, 59, 131, 156) quer durchsetzt und durch eine am gehäusefesten Grundkörper (1) angeordnete Hubvorrichtung (73, 73') wahlweise in eine mit Kraftübertragungselementen (44, 44', 55, 121) in Wirkverbindung tretende Kalibrierposition oder in eine das Kalibriergewicht (49, 130) deaktivierende Position bringbar ist.

12. Wägeaufnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergewicht (49, 130) in der deaktivierten Position in der Durchbrechung (48, 59, 131, 156) des gehäusefesten Grundkörpers (1) mit der Hubvorrichtung (73, 73') festlegbar ist.

13. Nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeitender Wägeaufnehmer, mit einem beweglichen Lastaufnehmer, der durch einen oberen und einen unteren Lenker mit dem feststehenden Bereich des Wägeaufnehmers verbunden ist, mit mindestens einem Übersetzungshebel zur Kraftuntersetzung, mit Koppelelementen zwischen dem oder den Übersetzungshebeln und zwischen dem Lastaufnehmer und dem feststehenden Bereich, ausgestattet mit einer Spule, die am längeren Hebelarm des letzten Übersetzungshebels befestigt ist und die sich im magnetischen Feld eines ortsfesten Permanentmagneten befindet, wobei ein Hebel ein Aufnahmelager für die direkte Auflage eines Kalibriergewichtes aufweist und wobei alle vorgenannten Funktionselemente mit Ausnahme der Spule, des Permanentmagneten und des Kalibriergewichtes aus einem homogenen Materialblock herausgearbeitete Elemente und monolithische Bestandteile dieses den Wägeaufnehmer bildenden Materialblockes sind.

14. Wägeaufnehmer nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch in den Ansprüche 1 bis 12 definierte Einzelmerkmale und Kombinationen davon.