DE2200533A1 - Laufgewichtswaage - Google Patents

Description

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DIPL-INQ. H. j. HÜBNER

D-896 Kemplen, Lindauir Straße 32, Ruf £3291 i i. U U J J

30c Dezember 1971 H/fh H 1306

Werner H a a c k, CH- 7000 ClIUR, Bondastr,

Laufgewichtswaage

Die Erfindung betrifft eine Laufgewichtswaage mit in einem ortsfesten Rahman schwenkbar gelagerten Wägebalken, einer Geradfübungseinrichtung zur Führung mindestens eines Teils des Laufgewichts auf einer geradlinigen Bah» und mit einer An- · trieb3einrichtung zur Verschiebung des Laufgewichtes.

Bei derartigen Laufgewichtswaage!! besteht das Problem, eine möglichst einfache Einrichtung sur Geradführung zu schaffen, die höchste Genauigkeit aufweist und eine möglichst geringe Antriebaenergie zum Verstellen des Laufgewichtes erfordert. Es sind Laufgewichtswaage^ bekannt, bei denen dia Antriebseinrichtung aus einem Reibgetriebe besteht, das Ltx einfachsten

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Fall eine motorisch angetriebene Reibwalze aufweist, längs deren Mantellinie ein Reibrad löngsverschiebbar geführt ist. Mindestens dieses Reibrad ist t.n Waagebalken gelagert und stellt wenigstens 2inen Teil der. Laufgewichte·* dar. Io Abgleichzustand der Waage liegen die Achsen d^r Reibwalze und des Reibrades genau parallel, Bei Laständerungen wird eine ReIatiwerschwenkung der beiden Reibelemente zueinander erreicht. Diese Relativvc?rschwen-:un£ sorgt fdr oirie Antriebskraft, welche das Reibrad längs der Reibwalze bewegt. Diese Antriebskraft muß die durch Reibung in der Führungseinrichtung für das Reibrad entstehenden Energieverluste überwinden, Da die Antriebskraft des Reibrades begrenzt ist, muß für eine möglichst reibungsarme Geradfübungseinrichtung gesorgt werden. Bekannt sind Schienen oder Stangen, längs welchen, mit Laufrollen versehene Wagen verschiebbar sind', die das Reibrad lagcjrn. Herstellungskosten und Staubempfindlichkeit sind jedoch große Ein Schwenkhebelsystem zur Geradführung des Reibrades brachte aufgrund der Herabsetzung des wirksamen Reibbeiwertes Vorteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der den eingangs beschriebenen Laufgewichtswaagen anhaftenden Nachteile eine möglichst raumsparende Waage zu schaffen, die mit möglichst geringen Herstellungskosten eine hohe Genauigkeit hat und eins geringere Wägezeit erlaubt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Geradführungseinrichtung eine gerade Stange mit kreiszylindrischer Mantelfläche aufweist und. daß entweder das Laufgewicht auf der Stange verschiebbargpführt ist und gleichzeitig zwischen Laufgewicht und Stange eine Relativdrehung in einer senkrecht zur VerSchieberichtung liegenden Ebene aufrecht erhalten wird oder das Laufgewicht und die Stange eine ,starre Einheit bilden, welche in einem Stangenlager des Waagebalkens verschiebbar geführt ist, wobei gleichzeitig zwischen Stange und Stangenlager eine dauernde Relativdrehung aufrecht erhalten wird.

Eine gerade Stange stellt an sich die einfachste Geradführungseinrichtung dar. Sie ist aber für hohe Meßgenauigkeiten selbst bei günstigsten Reibbeiwerten ungeeignet. Durch eine ständige Drehung der Stange und/oder der auf der Stange angeordneten Lagerbuchse wird dagegen eine Schiebeempfindlichkeit erreicht, die weit über derjenigen bekannter Konstruktionen liegt. Die Schiebeempfindlichkeit kann nämlich nicht nur durch Verbesserung der Reibverhältnisse sondern auch durch die Form der Geschwindigkeits-T und Kraftdreiecke in Umfangs- und Längsrichtung an den Lagerstellen beeinflußt werden. Darüber hinaus werden Bauhöhe und Her st ellungs aufwand erheblich herabgesetzt. Der für schnelles Einpendeln in die Abgleichstellung gefürchtete stickslip-Effekt wird in überraschend einfacher Weise vermieden.

Die Erfindung ist besonders dort von Vorteil, wo nur kleine Kräfte zur Verschiebung von ^ewiqhten längs einer geradlii.igen Hahn sur Verfügung stellen. Obwohl dies, besonders bei

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solchen Laufgewichtswaagen der Fall ist, bei denen die Antriebseinrichtung ein Reibgetriebe aufweist, das nicht notwendigerweise nur aus einer Reibwalze und einem Reibrad zu bestehen braucht, sondern, jegliche Art von Reibelementen aufweisen kann, wie Reibring, Reibriemea usw., ist die Erfindung für jegliche Art von Laufgewichtswaagen anwendbar, da sie bei geringem Herstellungsaufwand eine außerordentlich genaue und verlustarme geradlinie Bewegung von Laufgewichten gestattet,

Anhand der Figuren 1 bis 3» die verschiedene Ausführungsbeispiele perspektivisch darstellen, sei die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen fundamentfesten Rahmen 1, an welchem mittels Schwenklagern 2 der Wägöbalken 3 gelagert ist, eine Reibwalze 4 mit an den Stirnseiten beidseitig koaxial angesetzten Stangen 5, die in Lagerbuchsen 6 des Wägebalkens 3 drehbar unö. verschiebbar gelagert sind. Die Reibwalze 4 wird durch ein Reibrad 7 von einem Motor 8 angetrieben» Reibrad 7 und Motor 8 sind an einem Lagerbock 9 angeordnet, der am Rahmen 1 mittels eines Federbleches 10 um eine horizontale Längsachse schwenkbar angebracht ist, so daß eine Feder 11 für den Anpreßdruck zwischen den Reibeleraenten 4, 7 sorgen kann. Die die Schwenklager 2, 2 enthaltende, senkrecht zu der Drehachse der Reibwalze 4 vorlaufende geometrische Ebene geht durch die Mitte der Berührungslinie zwischen den Reibelementen

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An dem reohtss-sitigen, auB dem Lager 6 vorstehenden Ende -isr Stange 5 ist'mittels eines Kugellagers eine Lasche 12 mit 3.1 mm dia Lasche 12 in vertikaler Lage haltenden Gewicht 13 angeordnet, Sine au. der Lasche 12 befestigte Zahnstange 14 steht mit einem Zahnrad 1;> in Eingriff, das auf einer Zeigerkelle 16 ies Rahmens 1 befestigt ist,,die einen Zeiger 17 aufweist, der die jeweilige Stellung der Reibwalze 4 entsprechend der an der Lasche 19 angreifenden Last an der Skala 18 anzeigt. Mit einem Gegengewicht 20 an dem, dem Gewicht 13 gegenüberliegenden Ende der Walzen-Stangen-Anordnung 4, 5 wird erreicht, daß die beiden Lager 6 in der Nullstellung der Walze angenähert gleich groß belastet sind. Die vom fundamentfest gelagerten Reibrad 7 über die Reibwalze 4 auf den Wägebalken 3 eingeleitete und die Schwenklager· 2 axial belastende Kraft wird mindestens zum Teil durch eine zwischen Wägebalken und fundamentfestem Rahmen 1 vorgesehene Entlastungsfeder 21 aufgenommen. Zum Ausgleich eventueller Fehler in der Linearität dient eine mittels Schrauben am fundamentfesten Rahmen 1 befestigte Justierschiene 22, auf der eine am Gewicht 13 befestigte Blattfeder 23 gleitet. Mit 24 ist eine herkömmliche Tariervorrichtung bezeichnet.

Die Funktion ist folgendes Tritt eine Lastvergrößerung an der

Lasche 19 ein, ver schwenk'-, der Wägebalken 3 um die Schwenkgegebenenfalls

achse 2-2 im Uhrzeigergegendr«jhsinn/bis zu einem nicht dargestellten Anacnlag. D& das fundamentfest gelagerte Reibrad 7

'i nicht mitmachb_t tritt eine Relatiwerschwen-

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kung zwischen Reibrad 7 und Reibwalze 4 ein, die entsprechend der Drehrichtung der Reibelemente eine Verschiebung der Reibwalze 4 mit den Stangen 5 und den Gewichten 13» 20 nach rechts zur Folge hat, bis die neue Abgleichsstellung gefunden ist, in welcher der Wägebalken 3 zurück schwenkt und die Parallelität der Drehachsen der Raibelemente 4, 7 wieder hergestellt ist.

Da die Walze 4 vom Motor 8 über das Reibrad 7 dauernd angetrieben wird, drehen sich somit auch die Stangen 5 in den Lagerbuchsen 6 ununterbrochen. Aufgrund dieser Relativdrehung zwischen Stangen 5 und Lagerbuchsen 6 wird jegliche Haftreibung vermieden, so da3 kleinste Axialkräfte ausreichen_y um die Walze 4 mit den Stangen 5 zu verschieben.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird eine sehr niedrige Bauweise erreicht. Die beiden Lagerbüchsen 6 im Wägebalken haben einen Abstand, der mindestens gleich der Summe aus Länge der Walze 4 und notwendigem Verschiebeweg ist. Eine in Fig.2 dargestellte Abwandlung der Laufgewichtswaage gemäß Fig.1 veranschaulicht nur die gegenüber Fig.1 abweichenden Bauteile. Eine durchgehende Stange 55 ist im Wägebalken 53 undrehbar befestigt. Die Walze 54 ist auf der Stange 55 unter Verwendung verschleißarmer Lagerbuchsen 56 drehbar und längsverschiebbar gelagert. Auf diese Weise wird ebenfalls dank der dauernden Drehung der Walze 54 relativ zur Stange 55 die Haftreibung ausgeschaltet.Eine Lasche 62, die hier an einem Kugellager 6 5 der Walze 54 angeordnet ist entspricht der Lasche 12 in Figur 1 und verdreht über Zahnstange 64 das Zahnrad 65 der Zeigerwelle 66. Gegenüber der Ausführung gemäss

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Figur 1 wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß die Stangen 5 nicht mehr beidseitig Über den Wägeblaken 3 vorstehen, so daß der Raumbedarf weiterhin verkleinert wird.,

Figur 3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Laufgewichtswaage mit fundaraentfestem Rahmen 31 mit Lagerbock 39t in diesem um die Achse 32 schwenkbar gelagertem Wägebalken 33 mit Lastschneide 29 zur Einleitung der Last, am Wägebalken drehbar gelagerter Reibwalze 34 und einem direkt gekuppelten Antriebsmotor 38, einer genau parallel zur Walze 34 am Wägebalken 33 drehbar gelagerten Stange 35» die Über einen Riemen von der.Walze 34 dauernd gedreht wird, einem Lagerbock 41» der mittels einer Lagerbuchse 36 auf der Stange 35 längsverschiebbar und relativ zur Stange drehbar geführt ist, einem am Lagerbock 41 befestigten Stützarm 42, an dem ein Reibrad 37 um eine zur Drehachse der Reibwalze 34 parallele Achse drehbar sowie eine dazu senkrechte Achse 28 verschwenkbar gelagert ist, einem am Reibradschwenkkörper befestigten Steuerarm 40 mit Steuerrolle 49r die eine am fundamentfesten Rahmen einstellbar befestigte Schiene 50 berührt, sowie zur Gewichtsanzeige eine am Stützarm 42 angebrachte Zahnstange 44, Zahnrad 45, Zeigerwelle 46, Zeiger 47 und Skala 48.

Bei einer Lastvergrößerung schwenkt der Wägebalken 33 im Uhrzeigersinn. Das Reibrad 37 führt aufgrund der Abstützung über den Steuerarm 40 an der fundamentfesten Schiene 50 eine entge-

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gengesetzte Schwenkung aus. Aufgrund des entstehenden Arbeitswinkels zwischen den Drehachsen der Walze 34 und des Reibrades 37, entsteht am Reibrad eine axial gerichtete Antriebskraft, die bei der durch den Pfeil 51 angedeuteten Drehrichtung eine Verschiebung des Reibrades mit Lagerbock 41, Arm 42 und Zahnstange 44 nach links zur Folge hat, weil Reibrad 37 und Walze 34 durch exzentrische Anordnung des Lagerbockes 41 bezüglich

der Achse der dauernd gedrehten Stange 35 in ständigem Reibeinwerden

griff gehalten^ Dank der dauernd aufrecht erhaltenen Relativdrehung zwischen Stange 35 und Lagerbock 41 genügt zur Axialverschiebung des Lagerbockes schon eine außerordentlich kleine Antriebskraft, um sehr schnell und mit großer Genauigkeit die neue Abgleichestellung zu finden, in welcher der das Laufgewicht mindestens zum Teil darstellende Lagerbock 41 den Wägebalken 33 in die Horizontalstellung zurückgeschwenkt hat, und die Achsen der beiden Reibelemente 34, 37 wieder parallel liegen. Der Schiebeweg des Lagerbockes 41 ist ein Maß für die Größe der Laststörung, diQ&urch einen Drehwinkel des Zeigers 47 an der Skala 48 angezeigt wird.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   \\) Laufgev/ichtsv/aage, mit In einem ortsfesten Rahmen schwenkbar gelagertem Wägebalken, einer GeradfUhrungseinrichtung zur Führung mindestens eines Teils des Laufgewichtes auf einer geradlinigen Bahn und mit einer Antriebseinrichtung zur Verschiebung des Laufgewichtes, dadurch gekennzeichnet, daß die GeradfUhrungseinrichtung eine gerade Stange (5;35;55)mit kreiszylindrischer Mantelfläche aufweist, und daß entweder das Laufgewicht (4; 4I£>4) auf der Stange (5;2^»?5Verschiebbar geführt ist und gleichseitig zwischen Laufgewicht und Stange eine Relativdrehung in einer senkrecht zur Verschieberichtung liegenden Ebene aufrecht erhalten wird oder das Laufgewicht (4) und die Stange (5, 5) eine starre Einheit bilden, die in einem Stangenlager (6, 6) des V/ägebalkens (3) verschiebbar geführt ist, wobei gleichzeitig zwischen Stange (5, 5) und Stangaiager (6, 6) eine dauernde Relativdrehung aufrecht erhalten wird.

   2, Laufgewichtswaage nach Anspruch 1, bei der die Antriebseinrichtung für das Laufgewicht ein Reibgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibelement (4) zwei koaxiale, an beiden Stirnseiten vorstehende Stangen (5) aufweist, die in Lagerbuchsen (6) des tf?sgelialkens (3) drehbar und längsverschiebbar gelagert sind-,

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   2200533 -ιοί. Laufgewichtswaage nach Anspruch 1, bei der die Antriebseinrichtung für das Laufgewicht ein Reibgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibelement auf einer vom Wägebalken abgestützten Stange drehbar und längsverechiebbar gelagert ist.

   4. Laufgewichtswaage nach Anspruch 2 oder ?, dadurch gekennzeichnet, daß öle Schwenkachse (2) des Wägebalkens (3) in derjenigen geometrischen Ebene liegt, die von den Achsen der Reibelemente (4,7) des Reibgetriebes rechtwinklig durchsetzt wird, und durch die Mitte der Be- rUhrungslini· beider Reibelemente (4,7) des Reibgetriebes verläuft.

   5. Laufgewichtswaage nach Anspruch 1, bei der die Antriebseinrichtung für das Laufgewicht ein Reibgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (35) am Wägebalken (33) drehbar gelagert und mit einem dauernd in Betrieb be findlichen Drehantrieb (34,38,43) gekuppelt ist, und daß eines der Reibelemente des Reibgetriebes (34,37) an einem Lagerbock (4^) angeordnet ist, der auf der dauernd ge drehten Stange (35) verschiebbar, jedoch gegenüber dem Wägebalken (33) undrehbar länge geführt ist.

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