DE20022494U1

DE20022494U1 - Dehnungsmessstreifen-Wägeaufnehmer

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Publication number: DE20022494U1
Application number: DE20022494U
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2010-09-14

Description

Sartorius AG SW 0008

Weender Landstraße 94-108
D-37075 Göttingen

Dehnungsmesstreifen - Wägeaufhehmer Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wägeaufhehmer mit einem gehäusefesten Teil, mit einem Lastaufhehmer, mit einem oberen und einem unteren Lenker, die zusammen eine Parallelführung bilden und den Lastaufhehmer beweglich mit dem gehäusefesten Teil verbinden, wobei die beiden Lenker, der Lastaufhehmer und das gehäusefeste Teil aus einem einzigen Metallblock herausgearbeitet sind, und mit Dehnungssensoren, die die Materialdehnung an den Biegestellen mindestens eines Lenkers messen und in eine Widerstandsänderung umformen.

Wägeaufhehmer dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der DE-PS195 35 202 beschrieben. Als Dehnungssensoren werden dabei bevorzugt aufgeklebte Dehnungsmessstreifen benutzt, daneben aber auch aufgesputterte oder z. B. durch Siebdruck aufgetragene Dehnungsmessschichten. Alle diese verschiedenen Dehnungssensoren werden im Folgenden unter der Abkürzung DMS verstanden. Die Auflösung dieser Wägeaufhehmer mit DMS konnte in den letzten Jahren deutlich gesteigert werden und erreicht heute über 100 000 Schritte.

Beim Einsatz dieser Wägeaufhehmer werden häufig größere Vorlasten am Lastaufhehmer befestigt, wie z. B. schwere Waagschalen oder Behälter, Rollenbahnen oder Förderbänder. Diese Vortasten ergeben bereits ohne Wägegut

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eine Materialbelastung der Lenker und dementsprechend ein Ausgangssignal der DMS. Der für die eigentliche Wägung zur Verfügung stehende Messbereich wird dadurch eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wägeaufnehmer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er Vorlasten aufnehmen kann, ohne den Messbereich der DMS einzuschränken.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass der Wägeaufnehmer zusätzlich mindestens einen Übersetzungshebel aufweist, der am gehäusefesten Teil gelagert ist und der einerseits mittels eines Koppelelementes mit dem Lastaufnehmer verbunden ist und an dem andererseits eine Gegenkraft zur Kompensation der Vorlast angreift.

Durch die Hebelübersetzung zwischen Gegenkraft und Lastaufnehmer lässt sich mit einer relativ kleinen Gegenkraft eine deutlich größere Vorlast am Lastaufnehmer kompensieren. Dadurch bleibt auch bei einer größeren Vorlast am Lastaufnehmer die zu erzeugende Gegenkraft klein und problemloser handhabbar. Besonders gilt dies, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Gegenkraft durch die Gewichtskraft eines Gegengewichtes erzeugt wird. Dieses Gegengewicht bleibt dann klein und kann ohne weiteres in den Wägeaufnehmer integriert werden. Auch wenn in einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung die Gegenkraft magnetisch erzeugt wird - also durch zwei Permanentmagneten oder durch eine stromdurchflossene Spule im Luftspalt eines Permanentmagneten sinkt die Baugröße der Magneten durch die Hebelübersetzung deutlich, sodass auch in diesem Fall die Integrierbarkeit in den Wägeaufnehmer erleichtert wird. Aber auch bei Benutzung einer Feder zur Erzeugung der Gegenkraft ergibt eine kleinere Feder eine Materialersparnis und bietet eine bessere Handhabbarkeit bei der Montage und Einstellung.

Die Befestigung von Gegengewichten an einem Übersetzungshebel ist im Prinzip schon von Waagen mit elektromagnetischer Kraftkompensation her bekannt. Diese Waagen arbeiten jedoch aufgrund des Kompensationsverfahrens praktisch weglos. Dadurch bleibt auch bei einem hohen Übersetzungsverhältnis die Verschwenkung des Übersetzungshebels minimal, sodass die heutzutage üblicherweise eingesetzten Federgelenke zur Lagerung des Übersetzungshebels

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nur minimal tordiert werden. - Demgegenüber sind Wägeaufnehmer mit DMS Ausschlagaufnehmer, also Aufnehmer, die die einfedernde Bewegung des Lastaufnehmers unter Belastung in eine Materialdehnung in den Lenker-Biegestellen umwandeln und dadurch messbar machen. Wird dieser Einfederweg dann durch den Übersetzungshebel noch mal vergrößert, so besteht die Gefahr, dass die Federgelenke zu weit tordiert werden und daher zu Hysterese-Erscheinungen führen. - DMS-Wägeaufnehmer sind daher bisher nicht mit Gegengewichten an einem Übersetzungshebel zur Kompensation der Vorlast ausgerüstet worden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, den Übersetzungshebel einschließlich seiner Federlagerung und das Koppelelement zwischen Lastaufnehmer und dem einen Hebelarm des Übersetzungshebels aus demselben Metaliblock herauszuarbeiten, aus dem auch die Lenkerparallelführung herausgearbeitet ist. Durch diese monolithische Bauweise werden alle Probleme, die aufgrund des größeren Schwenkbereiches an den Befestigungsstellen der Federgelenke auftreten könnten, vermieden.

Durch den erfindungsgemäßen Übersetzungshebel ist es weiterhin möglich, am Übersetzungshebel zusätzlich die Kraft eines Justiergewichtes angreifen zu lassen. Beispielsweise kann bei einem zweiarmigen Übersetzungshebel am einen Hebelarm das Gegengewicht befestigt sein bzw. die Gegenkraft angreifen und auf den anderen Hebelarm kann das Justiergewicht absenkbar sein.

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

Figur 1 eine erste Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 2 eine zweite Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 3 eine dritte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 4 eine vierte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 5 eine fünfte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 6 eine sechste Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht, Figur 7 eine Rückansicht des Wägeaufnehmers aus Figur 6,

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Figur 8 eine siebte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht,
Figur 9 eine achte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht,
Figur 10 eine neunte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht und
Figur 11 eine zehnte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers in Seitenansicht.

Der in Figur 1 in Seitenansicht gezeigte Wägeaufnehmer besteht aus einem gehäusefesten Bereich 1 und einem Lastaufnehmer 3, der durch einen oberen Lenker 4 und einen unteren Lenker 5, die zusammen eine Parallelführung bilden, beweglich mit dem gehäusefesten Bereich 1 verbunden ist. Die Lenker 4 und 5 sind dabei durch Dünnstellen 6 vom gehäusefesten Bereich 1 bzw. vom Lastaufnehmer 3 abgegrenzt. Auf den Dünnstellen des oberen Lenkers 4 sind DMS 13 und 14 aufgeklebt (oder aufgesputtert), die die bei Belastung des Lastaufnehmers 3 (symbolisch durch den Kraftpfeil 15 dargestellt) an den Enden des Lenkers 4 auftretende Materialdehnung bzw. -Stauchung in eine Widerstandsänderung umformen, die in bekannter Weise in einer Wheatstoneschen Bücke gemessen wird.

Die Lenker 4 und 5 sind dabei ziemlich kurz ausgebildet und die Dünnstellen 6 ziemlich dick. Dadurch wird eine sehr geringe Absenkung des Lastaufnehmers unter Maximallast und trotzdem eine gut messbare Materialdehnung bzw. -Stauchung am Ort der DMS erreicht.

Weiter weist der Wägeaufnehmer in Figur 1 einen Übersetzungshebel 2 auf, der mittels einer Dünnstelle 7 am gehäusefesten Bereich 1 gelagert ist. Am kurzen Hebelarm des Übersetzungshebels 2 ist ein Koppelelement 9 angeordnet, das einen Vorsprung 10 am Lastaufnehmer 3 mit dem Übersetzungshebel 2 verbindet. Die Gelenkstellen an den Enden des Koppelelementes 9 sind dabei mit 8 bezeichnet. Der lange Hebelarm des Übersetzungshebels 2 ist am Ende verdickt und bildet dort ein Gegengewicht 11, das sich in einer Ausnehmung 30 im gehäusefesten Teil 1 befindet.

Alle Teile 1 ... H sind - wie dargestellt - aus einem einzigen Metallblock &zgr;. &Bgr; durch Fräsen, Laserschneiden und/oder Erodieren herausgearbeitet.

Die Funktionsweise des Wägeaufnehmers 1/3/4/5/6/13/14 ist aus der als Stand der Technik schon zitierten DE-PS 195 35 202 bekannt. Durch den zusätzlichen

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Übersetzungshebel 2, das Koppelelement 9 und das Gegengewicht &Pgr; kann nun das Gewicht des Lastaufnehmers einschließlich der Waagschale und eventueller weiterer mit dem Lastaufnehmer verbundenen Totlasten mechanisch kompensiert werden. Dadurch treten an den Lenkern 4 und 5 ohne äußere Belastung keine Materialdehnungen und -Stauchungen auf, sodass der volle Bereich bis zur maximal erlaubten Materialdehnung/-stauchung als Messspanne zur Verfügung steht. Dies ist besonders bei schweren Aufbauten am Lastaufnehmer vorteilhaft, wie z. B. bei Rollenbahnen, Förderbändern oder schweren Wägebehältern. Die Anpassung der Größe des Gegengewichtes 11 an verschiedene Totlasten kann z. B. dadurch erfolgen, dass an das in Figur 1 dargestellte Gegengewicht 11 seitlich zusätzliche Gewichte angeschraubt werden.

Die Erzeugung der Gegenkraft zur Kompensation der Vorlast durch die Gewichtskraft eines Gegengewichtes hat den Vorteil einer sehr guten Langzeitkonstanz und dem völligen Fehlen eines Temperatureinflusses. Auch bei vertikalen Erschütterungen des Wägeaufnehmers wirken die entstehenden Trägheitskräfte am Lastaufnehmer mit seiner Vorlast und am Gegengewicht gleichartig und heben sich dadurch in ihrer Wirkung auf den Übersetzungshebel 2 auf. Dadurch ist das Erschütterungsverhalten des erfindungsgemäßen Wägeaufnehmers bei Benutzung eines Gegengewichtes zur Erzeugung der Gegenkraft besonders gut. Weiterhin kann man durch die richtige Materialwahl für das Gegengewicht dessen mittlere Dichte genauso groß wählen wie die mittlere Dichte des Lastaufnehmers und den daran befestigten Aufbauten. Dadurch bleibt das Kompensationsgleichgewicht auch bei wechselndem Luftdruck und damit wechselndem Auftrieb erhalten, sodass der erfindungsgemäße Wägeaufnehmer auch hei wechselndem Luftdruck ein sehr stabiles Nullpunkt-Verhalten zeigt. - Insgesamt weist also die Erzeugung der Gegenkraft durch ein Gegengewicht viele Vorteile auf, sodass diese Bauweise die bevorzugte Bauweise ist.

Außerdem ist in Figur 1 angedeutet, dass der Schlitz 29 um den rechten Teil des Übersetzungshebels 2 und um das Gegengewicht &Pgr; herum schmal ausgeführt ist. Dadurch wird einmal eine Luftdämpfung erzeugt, um evtl. Schwingungen des Übersetzungshebels 2 zu dämpfen, zum anderen entsteht dadurch ein Anschlag, der die Auslenkung des Übersetzungshebels 2 nach oben und unten und nach den Seiten hin begrenzt und damit das Lagergelenk 7 vor zu großer Verbiegung

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schützt. Der dünne Schlitz 29 kann z. B. durch Drahterodieren hergestellt werden. Aber auch bei einem breiten Schlitz, wie er z. B. beim Fräsen entsteht, kann durch das Einsetzen eines Abstandsbleches ein dünner Spalt erzeugt werden, der zur Luftdämpfung und als Anschlag dient.

Ist der horizontale Abstand zwischen dem Lagergelenk 7 und der Gelenkstelle 8 des Koppelelementes 9 genauso groß wie der horizontale Abstand der Dünnstellen 6 der Lenker 4 und 5, so bewegt sich der obere Anlenkpunkt 8 des Koppelelementes 9 (zum Übersetzungshebel 2 hin) und der untere Anlenkpunkt 8 des Koppelelementes 9 (zum Vorsprung 10 am Lastaufnehmer 3 hin) auf je einem Kreisbogen mit gleichem Durchmesser und gleicher Richtung. Dadurch bleibt das Koppelelement 9 auch bei den merklichen Auslenkungen des Wägeaufnehmers immer vertikal.

Eine zweite Ausgestaltung des Wägeaufnehmers ist in Figur 2 in Seitenansicht

gezeigt. Gleiche Teile wie in der Ausgestaltung gemäß Figur 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch mal erläutert. Der

Übersetzungshebel 22 ist in Figur 2 über den Angriffspunkt des Koppelelements 9

hinaus nach links verlängert (Hebelarm 22') und durchsetzt den

Lastaufnehmer 23 in einer Öffnung 24. Am in Figur 2 linken Ende des Hebelarms 22' befindet sich nun eine Auflagemulde 25 für ein Justiergewicht 26. Dieses Justiergewicht 26 kann durch eine Hubvorrichtung, die in Figur 2 nur

ganz schematisch durch eine Hubgabel 27 und einen Doppelpfeil 28 angedeutet ist, auf die Auflagemulde 25 abgesenkt werden (Justier- bzw. Kalibrierstellung) oder angehoben und gehäusefest fixiert werden (Wägestellung). Durch diese

Justiervorrichtung kann beim Absenken des Justiergewichtes 26 eine definierte Belastung auf den Lastaufnehmer 23 aufgebracht werden. Beträgt beispielsweise

die Masse des Justiergewichtes 26 ein Zehntel der Höchstlast des

Wägeaufnehmers und ist das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungshebels

1:10, so drückt am Koppelelement 9 eine vertikale Kraft auf den

Lastaufnehmer 10/23, die genau der Höchstlast des Wägeaufnehmers entspricht. Wird dann das Signal der DMS 13/14 unter dieser Belastung gemessen, so kann

dadurch die Empfindlichkeit des Wägeaufnehmers kontrolliert werden (Kalibrierung) und bei evtl. Abweichungen durch bekannte elektronische Mittel korrigiert werden (Justierung). Durch die Hebelübersetzung des

Übersetzungshebels 22/22' ist dazu kein Gewichtsstück entsprechend der

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Höchstlast notwendig, sondern ein wesentlich kleineres - im angegebenen Beispiel nur ein Zehntel der Höchstlast. - Durch Variation der geometrischen Abmessungen des Übersetzungshebels 22/22' kann das Übersetzungsverhältnis sowohl für das Justiergewicht 26 als auch für das Gegengewicht 11 in weiten Grenzen variiert werden und so an die speziellen Erfordernisse angepasst werden.

Eine dritte Ausgestaltung des Wägeaufnehmers ist in Figur 3 in Seitenansicht gezeigt. Gleiche oder fast gleiche Teile wie in den Figuren 1 bzw. 2 sind wieder mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht noch mal erläutert. In Figur 3 ist der Übersetzungshebel 32 gegenüber der Figur 2 um 180° gedreht: Das Gegengewicht 21 befindet sich links vom Lastaufnehmer 23, während sich das Justiergewicht 16 rechts innerhalb einer Ausnehmung 30 im gehäusefesten Teil 1 befindet. Der Übersetzungshebel 32 ist an einem vorspringenden Teil &Ggr; des gehäusefesten Bereiches 1 gelagert. Der vorspringende Teil &Ggr; links von der Kante 31 ist dabei schmaler als der Rest des gehäusefesten Bereiches 1 ausgebildet. Dadurch kann auf beiden Seiten neben dem vorspringendem Teil 1' je ein Koppelelement 9 angeordnet sein (von denen in Figur 3 nur das vordere erkennbar ist), das einen gabelförmigen Vorsprung 10 am Lastaufnehmer 23 mit dem Übersetzungshebel 32 verbindet. Am Ende 32' des Übersetzungshebels 32 ist eine Auflagemulde für ein Justiergewicht 16 ausgebildet. Das Justiergewicht 16 kann durch eine nicht dargestellte Hubvorrichtung entweder gegen die Unterseite. 12 am gehäusefesten Teil 1 gedrückt und dort fixiert werden (in der Wägestellung) oder auf die Auflagemulde am Übersetzungshebel 32 abgesenkt werden und dort ohne weitere Berührungen mit gehäusefesten Teilen aufliegen (in der Kalibrier- bzw. Justierstellung- wie gezeichnet).

In den Figuren 4 und 5 sind zwei Ausführungsformen des Wägeaufnehmers mit zwei Übersetzungshebeln gezeigt. In der Ausführungsform gemäß Figur 4 erkennt man den gehäusefesten Teil 41, die beiden Lenker 4 und 5 zur Führung des Lastaufnehmers 43, einen ersten Übersetzungshebel 42, der mittels einer Lagerdünnstelle 50 am gehäusefesten Teil 41 gelagert ist, und einen zweiten Übersetzungshebel 44, der mittels eines Stützelementes 45 am gehäusefesten Teil 41 gelagert ist. Der zweite Übersetzungshebel 44 weist an seinem Ende 44' eine Auflagemulde für ein Justiergewicht 16 auf. Außerdem weist er einen zusätzlichen Hebelarm 44" auf, der sich durch eine Öffnung 54 im

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Lastaufnehmer 43 hindurcherstreckt und an seinem Ende ein Gegengewicht 21 trägt. Die vom Justiergewicht 16 bzw. vom Gegengewicht 21 ausgeübte vertikale Gewichtskraft wird vom zweiten Übersetzungshebel 44 in eine vergrößerte horizontale Kraft umgeformt, die an der Koppelstelle 49 auf den ersten Übersetzungshebel 42 übertragen wird. Der erste Übersetzungshebel wandelt diese horizontale Kraft wieder in eine vertikale und nochmals vergrößerte Kraft um, die über das Koppelelement 46 mit den Gelenkstellen 47 und 48 auf den Vorsprung 51 am Lastaufnehmer 43 übertragen wird. - Die Funktionsweise dieser Ausführungsform entspricht damit der Funktionsweise der dritten Ausgestaltung gemäß Figur 3, nur dass durch die zwei Ubersetzungshebel ein wesentlich höheres Übersetzungsverhältnis zwischen dem Gegengewicht 21 und dem Justiergewicht 16 einerseits und dem Lastaufnehmer 43 andererseits erzielt werden kann. Außerdem bietet die Ausgestaltung gemäß Figur 4 ebenfalls den Vorteil des vertikal bleibenden Koppelelementes 46, falls der horizontale Abstand zwischen dem Koppelelement 46 und der Lagerstelle 50 genauso groß ist wie der horizontale Abstand der Dünnstellen 6 an den Lenkern 4 und 5.

In der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist der zweite Übersetzungshebel 64 um 180° gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 4 gedreht. Das Justiergewicht 26 befindet sich dadurch links vom Lastaufnehmer 53, während sich das Gegengewicht 11 in einer Öffnung 55 im gehäusefesten Teil 41befindet. Außerdem befindet sich das Stützelement 45 in dieser Ausführungsform unterhalb des Übersetzungshebels 64.

In den Figuren 6 und 7 ist eine Ausführungsform des Wägeaufnehmers mit drei Übersetzungshebeln gezeigt. Figur 6 ist dabei eine Seitenansicht, Figur 7 eine Ansicht auf die in Figur 6 rechts befindliche Rückseite des Wägeaufnehmers. Der Lastaufnehmer 73 ist wieder über zwei Lenker 4 und 5 in Form einer Parallelführung mit dem gehäusefesten Teil 71 verbunden. DMS 13 und 14 auf den Dünnstellen 6 des oberen Lenkers 4 ergeben wieder das belastungsproportionale Signal. Ein erster Übersetzungshebel 72 ist über eine Dünnstelle 77 am gehäusefesten Teil 71 gelagert. Die Verbindung zwischen Lastaufnehmer 73 und dem kurzen Hebelarm des Übersetzungshebels 72 erfolgt durch ein Koppelelement 79 mit den Dünnstellen 78. Der lange Hebelarm des Übersetzungshebels 72 ist schmaler und erstreckt sich durch einen Durchbruch 74 im gehäusefesten Teil 71 hindurch. Am hinteren Ende 72' des

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ersten Übersetzungshebels 72 ist das Gegengewicht 61 befestigt. Außerdem sind in der Nähe des hinteren Endes des ersten Übersetzungshebels 72 zwei Koppelelemente 83 und 84 an diesem angelenkt (Figur 7), die die Verbindung zu zwei parallelgeschalteten Übersetzungshebeln 81 und 82 herstellen. Diese Übersetzungshebel 81 und 82 sind über je eine Dünnstelle 90 bzw. 91 an je einem Vorsprung 85 bzw. 86 am gehäusefesten Teil 71 gehäusefest gelagert. An dem längeren Hebelarm der beiden Übersetzungshebel 81 und 82 stützt sich über je ein Stützelement 88 und 89 eine Verbindungsbrücke 87 beidseitig ab, die wiederum in einer Kerbe 92 (Figur 6) das Justiergewicht 76 trägt. - Die beiden Übersetzungshebel 81 und 82 wirken also als Brückenhebel, die die Gewichtskraft des Justiergewichtes 76 vergrößert und aufsummiert in den langen Hebelarm des ersten Übersetzungshebels 72 einleiten. Der erste Übersetzungshebel 72 überträgt diese Kraft nochmals vergrößert auf den Lastaufnehmer 73.

Diese Hebelanordnung wirkt also als zweistufige Übersetzung. Die beiden parallel geschalteten Hebel 81 und 82 sorgen dafür, dass Verschiebungen des Auflageortes in der Richtung rechts/links in der Darstellungsweise von Figur 7 keinen Einfluss auf die Größe der Kalibrier-AJustierkraft am Lastaufnehmer 73 haben. Die in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Hubmechanik zum Anheben/Absenken des Justiergewichtes 76 und die Ablagekerbe 92 können also einfacher ausgeführt sein als in den Ausgestaltungen gemäß den Figuren 2 - 5, in denen das Justiergewicht direkt auf einen Übersetzungshebel abgelegt wird und damit sehr reproduzierbar abgelegt werden muss.

Die Drehachse des Übersetzungshebels 72, die durch die Lagerdünnstelle 77 gegeben ist, steht senkrecht auf der Zeichenebene der Figur 6; demgegenüber liegen die Drehachsen der Übersetzungshebel 81 und 82 in der Zeichenebene der Figur 6. Durch diese Anordnung der Übersetzungshebel können alle drei Übersetzungshebel 72, 81 und 82 leicht aus einem Stück herausgearbeitet werden: Der Übersetzungshebel 72 wird im vorderen Bereich durch Fräsen von der Seite her herausgearbeitet, die Übersetzungshebel 81 und 82 werden durch Fräsen von rechts her (in der Darstellungsweise von Figur 6) herausgearbeitet.

In Figur 8 ist eine weitere Ausgestaltung des Wägeaufnehmers dargestellt, diesmal mit vier Übersetzungshebeln. Der erste Übersetzungshebel 42 ist genauso gebaut wie der entsprechende Übersetzungshebel in den Ausgestaltungen gemäß

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Figur 4 und 5. Der zweite Übersetzungshebel 104 ist ähnlich dem zweiten Übersetzungshebel in Figur 5 gebaut, er erstreckt sich jedoch durch einen Durchbruch 94 im gehäusefesten Teil 101 hindurch. Der dritte und der vierte Übersetzungshebel 81 und 82 sind genauso aufgebaut wie die entsprechenden Übersetzungshebel in Figur 6 und 7. - In dieser Ausgestaltung sind also drei Hebelübersetzungen hintereinander angeordnet, sodass sich damit ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis realisieren lässt.

Die bisherigen Beispiele zeigen alle Wägeaufnehmer, bei denen die Gegenkraft zur Kompensation der Vorlast durch ein Gegengewicht erzeugt wird. In Figur 9 ist nun ein Beispiel dargestellt, bei dem die Gegenkraft durch eine Feder erzeugt wird. Die Feder 51 greift einerseits am hinteren Ende 52' des Übersetzungshebels 52 an andererseits ist sie am gehäusefesten Teil 1 befestigt. In den anderen Details entspricht diese Ausgestaltung gemäß Figur 9 der ersten Ausgestaltung gemäß Figur 1. Die Feder 51 kann eine handelsübliche Schraubenfeder sein, die in (nicht dargestellten) Bohrungen festgeklemmt ist; sie kann aber auch die Form eines zickzackförmig gefalteten Bandes haben und monolithisch aus demselben Metallblock herausgearbeitet sein, aus dem auch die restlichen Teile des Wägeaufnehmers herausgearbeitet sind.

In Figur 10 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Gegenkraft magnetisch erzeugt wird: Am hinteren Ende 52' des Übersetzungshebels 52 ist ein Permanentmagnet 56 angebracht, der beispielsweise links einen Nordpol und rechts einen Südpol besitzt. Ihm gegenüber befindet sich ein zweiter Permanentmagnet 57, der genau andersherum magnetisiert ist. Dadurch ziehen sich die beiden Permanentmagneten an und erzeugen so die notwendige Gegenkraft zur Kompensation der Vorlast am Lastaufnehmer.

In Figur 11 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Gegenkraft durch eine stromdurchflossene Spule im Luftspalt eines Permanentmagneten erzeugt wird. Die Spule 58 ist am hinteren Ende 52' des Übersetzungshebels 52 befestigt und ragt in den Luftspalt des gehäusefesten Permanentmagneten 59. Spule 58 und Permanentmagnet 59 sind dabei in Figur 11 im Schnitt gezeichnet. Die Spule 58 ist durch nicht dargestellte Zuleitungen mit einer Konstantstromquelle verbunden und erzeugt so die konstante Kraft zur Kompensation der Vorlast. Ist die Konstantstromquelle durch ein analoges oder digitales Steuersignal

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steuerbar, so kann die Größe der Gegenkraft sogar rein elektronisch an verschiedene Vorlasten angepasst werden, beispielsweise bei verschieden schweren Behältern. Dadurch besteht in dieser Ausgestaltung sogar eine additive Tariermöglichkeit.

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Claims

1. Wägeaufnehmer mit einem gehäusefesten Teil (1, 41, 71, 101), mit einem Lastaufnehmer (3, 23, 43, 53, 73), mit einem oberen (4) und einem unteren Lenker (5), die zusammen eine Parallelführung bilden und den Lastaufnehmer beweglich mit dem gehäusefesten Teil verbinden, wobei die beiden Lenker, der Lastaufnehmer und das gehäusefeste Teil aus einem einzigen Metallblock herausgearbeitet sind, und mit Dehnungssensoren (13, 14), die die Materialdehnung an den Biegestellen (6) mindestens eines Lenkers messen und in eine Widerstandsänderung umformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wägeaufnehmer zusätzlich mindestens einen Übersetzungshebel (2, 22, 32, 42, 52, 72) aufweist, der am gehäusefesten Teil gelagert ist und der einerseits mittels eines Koppelelementes (9, 46, 79) mit dem Lastaufnehmer verbunden ist und an dem andererseits eine Gegenkraft zur Kompensation einer Vorlast angreift.

2. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft durch die Gewichtskraft eines Gegengewichtes (11, 21, 61) erzeugt wird.

3. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft durch die Kraft einer vorgespannten Feder (51) erzeugt wird.

4. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft durch die Kraft zwischen zwei Permanentmagneten (56, 57) erzeugt wird.

5. Wägeaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft durch die Kraft einer stromdurchflossenen Spule (58) im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems (59) erzeugt wird.

6. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungshebel (2, 22, 32, 42, 52, 72) einschließlich Lagerung (7, 50, 77) und das Koppelelement (9, 46, 79) ebenfalls aus dem Metallblock herausgearbeitet sind.

7. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungshebel (2, 42, 52) innerhalb des vom gehäusefesten Teil (1, 41), dem Lastaufnehmer (3, 43, 53) und den beiden Lenkern (4, 5) umgrenzten Freiraumes angeordnet ist.

8. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungshebel (72) teilweise innerhalb des vom gehäusefesten Teil (71), dem Lastaufnehmer (73) und den beiden Lenkern (4, 5) umgrenzten Freiraumes angeordnet ist und teilweise den gehäusefesten Teil (71) durchsetzt.

9. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungshebel (22, 32) teilweise innerhalb des vom gehäusefesten Teil (1), dem Lastaufnehmer (23) und den beiden Lenkern (4, 5) umgrenzten Freiraumes angeordnet ist und teilweise den Lastaufnehmer (23) durchsetzt.

10. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wägeaufnehmer zwei Übersetzungshebel (42, 44, 64) aufweist, die am gehäusefesten Teil (41) gelagert sind, dass der eine Hebelarm des ersten Übersetzungshebels (42) mittel eines Koppelelementes (46) mit dem Lastaufnehmer (43, 53) verbunden ist, dass der andere Hebelarm des ersten Übersetzungshebels mittels eines weiteren Koppelelementes (49) mit dem einen Hebelarm des zweiten Übersetzungshebels (44, 64) verbunden ist und dass am anderen Hebelarm (44", 64") des zweiten Übersetzungshebels die Gegenkraft angreift.

11. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Übersetzungshebel. (22, 32, 72) zusätzlich die Kraft eines Justiergewichtes (16, 26, 76) angreifen kann.

12. Wägeaufnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wägeaufnehmer drei Übersetzungshebel (72, 81, 82) aufweist, die am ortsfesten Teil (71) gelagert sind, dass der eine Hebelarm des ersten Übersetzungshebels (72) mittels eines Koppelelementes (79) mit dem Lastaufnehmer (73) verbunden ist, dass am anderen Hebelarm des ersten Übersetzungshebels die Gegenkraft angreift, dass dieser Hebelarm gleichzeitig mittels je eines Koppelelementes (83, 84) mit dem einen Hebelarm des zweiten (81) und des dritten Übersetzungshebels (82) verbunden ist und dass der jeweils andere Hebelarm des zweiten und des dritten Übersetzungshebels mittels je eines Koppelelementes (88, 89) mit einer Auflagevorrichtung (87) für das Justiergewicht (76) verbunden ist.

13. Wägeaufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen des zweiten und dritten Übersetzungshebels (81, 82) parallel zueinander sind und rechtwinklig zur Drehachse des ersten Übersetzungshebels (72).

14. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Hebelarm des (ersten) Übersetzungshebels (2, 22, 42, 72) genauso lang ist wie der horizontale Abstand der Biegestellen (6) der Lenker (4, 5).

15. Wägeaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungshebel (2, 22, 32, 42, 52, 72) mittels einer Luftdämpfung gedämpft ist.

16. Wägeaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Dichte des Gegengewichtes (11, 21, 61) etwa genauso groß ist wie die mittlere Dichte des Lastaufnehmers (3, 23, 43, 53, 73) und der daran befestigten Aufbauten.