DE2331149A1 - Brueckenwaage - Google Patents

Description

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Anlage zum Patentgesuch
der Pfister Waagen GmbH,
Augsburg

vom 4. Juni 1973 H 73/23

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Brückenwaage

Die Erfindung betrifft eine Brückenwaage mit einer Lastbrücke, die mit einer Kraftmeßeinrichtung in Verbindung steht und die auf wenigstens einer mehrteiligen Lagereinrichtung abgestützt ist, die eine Bewegung der Lastbrücke in etwa horizontaler Richtung zuläßt.

Bei Brückenwaagen wird die Last im allgemeinen an vier Stellen, die etwa an den Ecken der Lastbrücke oder Plattform liegen, durch Waagebalken aufgenommen und bei gleichzeitiger starker Untersetzung in einem Anzeigegerät zusammengeführt. Die Lagerung der Lastbrücke und der Waagebalken geschieht dabei durch Pfannen und Schneiden, die mit Hilfe von Pendelgehangen schwenkbeweglich gehalten sind. Waagen dieser Art besitzen große bewegliche Massen, die bei der Lagerung in Schneiden und Pfannen eine relativ rasche Abnutzung dieser Teile hervorrufen. Außerdem benötigen Waagen dieser Art eine tiefe Fundamentgrube, die dauernd begehbar sein muß. Die zahlreichen Gelenke ergeben einen komplizierten Aufbau mit gleichzeitiger Störanfälligkeit.

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Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits versucht, die Plattform auf Druckmessdosen oder hydraulische Druckzylinder direkt aufzulegen und die sich ergebenden Einzellasten zu summieren. Da die verwendeten Druckmessdosen und hydraulischen Druckzylinder entsprechend der Höchstlast der Waage jedoch sehr robust und entsprechend groß dimensioniert sein müssen, fehlt diesen Bauarten noch die für die allgemeine Verkehrszulassung notwendige Genauigkeit.

Es ist weiterhin versucht worden, die den herkömmlichen Brückenwaagentypen eigenen Mangel dadurch zu beheben, daß an der Plattform nach unten ragende Fortsätze angebracht wurden, die sich an schräggestellten Lenkern abstützen, deren Auslenkkraft unter dem Einfluß der Last gemessen wird. Auch hier kann nicht auf störanfällige Hebelsysteme, Lenker und Lager verzichtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bisher bekannten Waagentypen zu verbessern und insbesondere eine kleinere, preisgünstige, robuste Bauart mit beliebigen Übersetzungen zu schaffen, die keine Waagebalken, Hebel, Pendelgehänge und Pfannen mit Schneiden mehr aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Lagereinrichtung der Lastbrücke eine Gleit-

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fläche aufweist, die gegenüber der Ebene der Lastbrücke, bezogen auf die Kraftmessung, unter einem Winkel "a" angeordnet ist.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß von der zu messenden, senkrecht wirkenden Last eine horizontale Komponente entnommen wird, die entsprechend der Größe des Winkels "a" beliebig klein gehalten werden kann und ein entsprechend kleines und empflindliches Meß- und Anzeigegerät möglich macht. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr niedrige Bauhöhe der Lagerung, da keine nach unten in die Fundamentgrube ragenden Hebel, Balken oder ähnliche Einzelteile vorhanden sind. Weiterhin wird die Zahl der Einzelteile der Waage erheblich reduziert und die Störanfälligkeit entsprechend verringert.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwischen der Gleitfläche und dem zugehörigen Gegenstück der Lagereinrichtung ein Stützkörper angeordnet ist, der die Reibung zwischen der Gleitfläche und dem Gegenstück vermindert. Diese Ausbildung der mehrteiligen Lagereinrichtung hat den Vorteil, daß entsprechend den speziellen Anforderungen an die einzelnen Waagentypen zum Beispiel Fahrzeugwaagen, Behälterwaagen oder Block- und Brammenwaagen in Laugängen, unterschiedliche, den jeweiligen

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Anforderungen entsprechende, mit verschiedenen Reibbeiwerten versehene Lagerungen gewählt werden können. Der Winkel «aⁿ der Gleitfläche gegenüber der Ebene der LastbrUcke wird dabei entsprechend einer verminderten Reibung zwischen der Gleitfläche und dem Gegenstück verkleinert, um so vorteilhaft mit kleineren Kraftmeßgeräten die Genauigkeit der Wägung zu steigern.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, daß der Stützkörper als Rollkörper ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß eine besonders niedrig-bauende, robuste Ausführung, die aus Normelementen bestehen kann, entsteht.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Stützkörper aus einem druckfesten Kunststoff mit geringem Reibungsbeiwert, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, besteht. Dies hat den Vorteil, daß die Lagerung wartungsfrei ausgeführt werden kann, da dieses Material nicht oxydiert und auch sonst von Umgebungseinflüssen nicht angegriffen wird. Darüberhinaus kann die Auflagerung vorteilhaft sehr klein gehalten werden, da eine hohe Flächenbelastung möglich ist.

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In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß der Stützkörper wenigstens einen, auf seiner, der Gleitfläche zugekehrten Seite ausmündenden Druckmittelkanal aufweist, der über einer Rohrleitung mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines strömungsfähigen Mediums, vorzugsweise öl mit geringer Viskosität, verbunden ist. Damit wird sehr vprteilhaft erreicht, daß der Reibungsbeiwert bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit noch herabgesetzt wird. Bei dieser Ausführung kann der Winkel ^waⁿ zwischen der Ebene der Lastbrücke und der Kraftmessung sehr klein gehalten werden und entsprechend die Genauigkeit der Messung gesteigert werden. So ist es beispielsweise möglich, den Winkel ^Maⁿ soweit zu verkleinern, daß eine einige Mp schwere Last nur eine Horizontalkraft von einigen kp verursacht und diese Horizpntalkraft nicht wie bei größeren Kräften durch Kraftmeßdosen mit Dehnmeßstreifen, sondern durch kleine piezoelektrische Meßdosen, die eine wesentlich bessere Genauigkeit aufweisen,- gemessen wird. Gleichzeitig ist es möglich, durch eine Kühlung und/oder Beheizung des strömungsfähigen Mediums eine stets gleichbleibende Lagerungstemperatur für einen gleichbleibenden Reibungsbeiwert durch eine gleichbleibende Viskosität des Drucköles zu sorgen.

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Weiterhin ist in einer erfindungsgemäßen Ausführung vorgesehen, daß der Stützkörper auf der der Gleitfläche abgekehrten Seite schwenkbeweglich gelagert ist. Dies hat den Vorteil, daß eine Verformung der Lastbrücke unter der aufgebrachten Last so gering sie auch sein mag, oder ein Setzen des Fundamentes mit einer geringen Veränderung des Neigungswinkels "a" nicht die Funktion der Lagerung beeinträchtigen kann. Weiterhin brauchen an die Montagegenauigkeit für die Lagerungstei-uS zueinander keine extremen Anforderungen gestellt zu werden, da sich diese automatisch selbst einstellen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist vorgesehen, daß der Stützkörper als Lastzerlegungskeil ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß noch ein weiterer

der

Teil der Brückenwaage eine Last entsprechende horizontale Kraftkomponente aufweist.

Weiterhin ist vorgesehen, daß wenigstens ein Lastzerlegungskeil mit der Kraftmeßeinrichtung gekoppelt ist. In diesem Fall kann vorteilhaft die Lastbrücke durch Hebelarme oder sonstigen Vorrichtungen in horizontaler Richtung unbeweglich gehalten werden und die zur Kraftmessung benötigte Bewegung wird von dem Lastzerlegungskeil ausgeführt. Damit sind die bei der Wägung bewegten Massen weitgehend reduziert.

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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mindestens zwei Lagereinrichtungen vor-'gesehen sind, deren Gleitflächen senkrecht zur Kraftmeßrichtung gegenüber der Ebene der Lastbrücke unter einem Winkel "b" zueinander geneigt sind. Hierdurch wird vorteilhaft bewirkt, daß z.B. bei der Verwendung von drei oder vier Auflagern die Lastbrücke von den Gi eitflächen ohne die Einwirkung von Lenkern stabil in einer stets gleichen Position gehalten wird. Die Kraftmessung erfolgt dabei über die Lastzerlegungskeile.

Weiterhin ist in einer erfindungsgemäßen Ausführung vorgesehen, daß die Brückenwaage eine Arretierungsvorrichtung aufweist. Diese vermeidet vorteilhaft, daß die Lagerung, die insbesondere bei der Verwendung von Rollen oder bei der Verwendung von Luft oder anderen Gasen als strömungsfähiges Medium, stoßempfindlich sein kann, beim Belasten oder Entlasten durch Stöße beansprucht wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand von Prinzip-Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Brückenwaage mit einer Lagerung, in der öl

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als strömungsfähiges Medium verwandt wird und einer Kraftmeßeinrichtung an der Lastbrücke.

Fig.2 die Brückenwaage mit einander zugekehrten, unter dem Winkel ^Ma^M und dem Winkel "b" geneigten Gleitflächen, versehen mit einer Kraftmessung durch Kraftzerlegungskeile.

Fig.3 einen Schnitt gemäß III-III in Fig. 2 Fig.4 a-d einzelne Ausführungsformen der Lagerung.

In Fig. 1 wird die Lastbrücke 1 von dem Stützkörper 2 über die Kugel 3, die die Schwenkbeweglichkeit des Stützkörpers herstellt, und dem unteren Lagerteil 4 mit der Gleitfläche, abgestützt. Zwischen der Lastbrücke 1 und dem unteren Lagerteil 4 wird der Winkel "a", der die Größe der Horizontalkraft bedingt, gebildet. Im Stützkörper 2 befindet sich die Einführung 6 für das strömungsfähige Medium, an die die Zuleitung 9 für das strömungsfähige Medium angeschlossen ist. Der nötige Druck für das Aufschwimmen des Stützkörpers 2 wird durch die Pumpe 7 erzeugt, die aus dem Vorratsbehälter 8 ansaugt. Die Rückführung des durch den Lagerspalt austretenden Mediums geschieht über die Rückführungsleitung 13. Der untere Lagerteil 4 stützt sich auf dem Fundament 5 ab, das auch das Meßgerät 10 trägt, welches über eine Zugstange 11 mit der Lastbrücke 1 verbunden ist. Das Meßgerät 10 speist das Anzeigegerät 12, wobei das Meßgerät 10 beispielsweise

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ein mechanisches Meßwerk mit einer Kraftmessung z.B. durch Gewichte oder Federn, ein elektromechanisches Meßwerk z.B. mit Dehnmeßstreifen oder Quarzen oder ein elektrisches Meßwerk z.B. mit Tauchspulen, - ankern und das Anzeigegerät 12 z.B. ein Gerät mit einer Analoganzeige auf einen Bildschirm oder einer Digitalanzeige sein kann.

Zur vorteilhaften Temperaturkonstanthaltung des strömungsfähigen Mediums dient z.B. ein Wärmetauscher 35 mit einer KUhlwasserzuleitung 36. Dieser Wärmetauscher 35 ist mit einer Temperaturkonstantregelung, die hier nicht gezeigt ist, ausgerüstet und sorgt so für die stets gleichbleibende Lagertemperatur und die damit verbundene: stets gleichbleibende Reibung in den Lagern. Erkennbar ist die vorteilhafte niedrige, einfache und robuste Bauweise, verbunden mit gleichzeitig hoher Genauigkeit und Wartungsfreiheit durch Verwendung dieser praktisch verschleißlosen, selbsteinstellenden Bauart. Die Einrichtung zur Druckerzeugung des strömungsfähigen Mediums besteht dabei aus den erprobten und zuverlässigen Geräten der Hydraulik oder Pneumatik.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Brückenwaage gemäß der Linie III - III in Fig. 2.

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Zwischen der Lastbrücke 14 und der Querneigung der Gleitfläche 16 liegt der Winkel "b", der eine Verschiebung der Lastbrücke in horizontaler Querrichtung verhindert.

Fig. 2 zeigt eine Brückenwaage mit Feststofflagern, deren Gleitflächen senkrecht zur Kraftmessrichtung gegenüber der Ebene der Lastbrücke unter einem Winkel "b" zueinander geneigt sind. Die Waagenbrücke 14 besitzt dabei gene.gte Gleitflächen 16, die sich über Lastzerlegungskeile 17 auf dem fundamentseitigen Lagerungsteil 15 und dem Fundament 20 abstützen, Das Meßgerät 18 ist dabei zwischen den Lastzerlegungskeilen 17 mit Hilfe von Zugstangen 14 angeordnet und brauchtvorteilhaft nicht am Fundament befestigt zu werden. Da sich die Lastbrücke durch den Einfluß der geneigten Gleitflächen in hori-

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zontaler Richtung bewegen kann, braucht keine Hebelführung der Brücke vorgesehen zu werden. Arretierungshebel 21, die über einen hier nicht gezeigten Mechanismus betätigt werden, arretieren die Lastbrücke beim Belasten und Entlasten. Diese Bauart ist besonders robust und wartungsarm bei gleichzeitig guter Genauigkeit, wenn z.B. vorzugsweise mit Silikon geschmierte PolytetrafluoräthylenstUtzkörper zwischen den Gleitflächen der Lastzerlegungskeile und der beiden Lagerteile angebracht werden.

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Fig. 4 a zeigt die Lagerung der Lastbrücke in der Ausführung mit einer Rolle 22 als Stützkörper. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nur eine Gleitfläche 23 hergestellt werden muß, die andere Gleitfläche entfällt.

Eine andere Ausführung mit mehreren Rollkörpern 24 als Stützkörper zeigt die Fig. 4 b. Hierbei befindet sich zwischen den beiden Lagerungsteilen 25 und 26 ein Rollbett, das sowohl aus Kugeln in einer Käfigplatte 27 oder auch aus Rollen in einer Käfigplatte bestehen kann. Der Vorteil besteht in der ausschließlichen Verwendung von genormten, in großen Stückzahlen hergestellten Einzelteilen und in geringen Bauhöhe der Anordnung.

Die geringste Bauhöhe der möglichen Lagerbauformen weist die Anordnung nach Fig. 4 c auf. Hier ist auf das untere Lagerteil 28 als Stützkörper eine Platte 29 aus Polytetrafluorethylen aufgebracht diedurch die Zuleitung 30 und die Bohrung 31 durch Silikonöl, das vorzugsweise intermittierend aufgegeben wird, geschmiert ist. Diese Bauweise verbindet die Vorteile einer niedrigen und preiswerten Ausführung mit hoher Druckfestigkeit, Wartungsfreiheit, Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie mit hoher Belastbarkeit.

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Die geringste Reibung und die beste Selbsteinstellbarkeit verbindet die Ausführung nach Fig. 4 d miteinander. Hierbei wird die obere Auflagerplatte 32 von dem Stützkörper 33 getragen, der wiederum in einer Kugelkalotte gelagert ist. Zwischen beide Gleitflächen wird ein strömungsfähiges Medium eingedrückt, das den Raum zwischen den Körpern 32 und 33 sowie zwischen 33 und 34 erfüllt. Auf dieser Weise schwimmt der Stützkörper 33 beidseitig auf einem Film, der von dem strömungsfähigen Medium gebildet wird und ermöglicht so sehr vorteilhaft eine quasi reibungslose Einstellung und Erzeugung einer Horizontalkraft. Aus diesem Grund kann bei dieser Anordnung der Winkel "a" besonders klein gehalten werden, was durch die Verwendung kleinerer Meßgeräte mit entsprechend der Gerätegröße kleineren Toleranzen oder durch die Verwendung kleiner piezoelektrischer Quarzmeßgeräte, zu einer entsprechenden Steigerung der Genauigkeit führt.

Patentansprüche

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   Q\J. Brückenwaage mit einer Lastbrücke, die mit einer Kraftmeßeinrichtung in Verbindung steht und die auf wenigstens einer mehrteiligen Lagereinrichtung abgestützt ist, die eine Bewegung der Lastbrücke in etwa horizontaler Richtung zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Lagereinrichtung der Lastbrücke (1) eine Gleitfläche aufweist, die gegenüber der Ebene der Lastbrücke, bezogen auf die Kraftmessung, unter einem Winkel "a^H angeordnet ist.
2. 2. Brückenwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gleitfläche und dem zugehörigen Gegenstück der Lagereinribhtung (4) ein Stützkörper (2) angeordnet ist, der die Reibung zwischen der Gleitfläche und dem Gegenstück vermindert.
3. 3. Brückenwaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzkörper als Rollkörper ausgebildet ist.
4. 4. Brückenwaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper aus einem druckfesten Kunststoff mit geringe* Reibungsbeiwert, vorzugsweise Ploytetrafluoräthylen, besteht.

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5. 5. Brückenwaage nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (2) wenigstens einen auf seiner der Gleitfläche zugekehrten Seite ausmündenden Druckmittelkanal (6) aufweist, der über die Rohrleitung (9) mit einer Einrichtung (7) zur Zufuhr eines strömungsfähigen Mediums, vorzugsweise Öl mit geringer Viskosität, verbunden ist.
6. 6. Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper auf der der Gleitfläche abgekehrten Seite, schwenkbeweglich gelagert ist.
7. 7. Brückenwaage nach den Ansprüchen- 1,2,4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper.als Lastzerlegungskeil (17) ausgebildet ist.
8. 8. Brückenwaage nach den Ansprüchen 1,2,4,5,6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lastzerlegungskeil (17) mit der Kraftmeßeinrichtung (18) gekoppelt ist.
9. 9. Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lagereinrichtungen vorgesehen sind, deren Gleitflächen senkrecht zur Kraftmeßrichtung gegenüber der Ebene der Lastbrücke unter einem Winkel ^wbⁿ zueinander geneigt sind.

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10. 10. Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Arretierungsvorrichtung (21) aufweist.

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