DE2331149C3 - Abstützung der mit einer Meßdose verbundenen Lastbrücke einer Brückenwaage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Abstützung der mit einer Meßdose verbundenen Lastbrücke einer Brückenwaage, bei der die Brückenlast in eine senkrechte und horizontale Komponente zerlegt und aus der horizontalen Komponente die Größe der Last bestimmt wird.

Bei Brückenwaagen wird die Last im allgemeinen an vier Stellen, die etwa an den Ecken der Lastbrücke liegen, durch Waagebalken aufgenommen und bei gleichzeitiger starker Untersetzung in einem Anzeigegerät zusammengeführt. Die Lagerung der Lastbrücke und der Waagebalken erfolgt dabei durch Pfannen und Schneiden, die mit Hilfe von Pendelgehängen 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 solche Waagen eine tiefe Fundamentgrube, die dauernd begehbar sein muß. Die zahlreichen Gelenke ergeben einen komplizierten Aufbau mit gleichzeitiger Störanfälligkeit

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Lastbrücke auf Druckmeßdosen 5 oder hydraulische Druckzylinder aufzulegen und die sich ergebenden Einzellasten zu summieren. Da Druckmeßdosen und hydraulische Druckzylinder entsprechend der Höchstlast der Waage jedoch sehr robust und entsprechend groß dimensioniert sein müssen, fehlt diesen Bauarten noch die für die allgemeine Verkehrszulassung und insbesondere die Eichfähigkeit notwendige Genauigkeit

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die den herkömmlichen Brückenwaagentypen eigenen Mängel dadurch zu beheben, daß an der Lastbrücke nach unten ragende Fortsätze angebracht wurden, die sich an schräggestellten Lenkern abstützen, deren Auslenkkraft unter dem Einfluß de.· Last gemessen wird. Auch hier kann nicht auf störanfällige Hebelsysteme, Lenker und Lager verzichtet werden (DE-OS 21 12 596).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bekannte Brückenwaagen zu verbessern und zu vereinfachen. Daher soll insbesondere eine preisgünstige, robuste Bauart für die Abstützung der Lastbrücke mit beliebigen

Übersetzungen geschaffen werden, die keine Waagebalken, Hebel, Pendelgehänge und Pfannen mit Schneiden aufweist, wartungsfreundlich ist und eine weniger tiefe Fundamentgrube benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lastbrücke mittels Gleitsteinen auf einer in Richtung der Kraftmessung unter einem Winkel α geneigten als schiefen Ebene ausgebildeten Führung abgestützt ist.

Mit der Erfindung ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache, robuste und preisgünstige Abstützung der Lastbrücke. Denn die erfindungsgemäße Ausbildung dieser Abstützung hat den Vorteil, daß von der zu messenden, senkrecht wirkenden Last lediglich eine geringe horizontale Komponente entnommen wird, die nach Maßgabe des Winkels α beliebig klein gehalten werden kann und die unmittelbare Anordnung eines entsprechend kleinen und empfindlichen Meß- und Anzeigegerätes möglich macht. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr niedrige Bauhöhe der Abstützung und damit auch der Fundamentgrube, 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 Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gleitsteine einen auf ihrer der Gleitfläche zugekehrten Seite ausmündenden Druckmittelkanal aufweisen, der über eine Rohrleitung mit einer Einrichtung zur Zufuhr eines strömungsfähigen Mediums, vorzugsweise öl mit geringer Viskosität, verbunden ist. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine hydrostatische Lagerung der Gleilsteine, deren Funktion durch Aufhebung der Lagerreibung derart exakt ist, daß die Brückenwaage in allen Lastzuständen in den Toleranzgrenzen der Eichfähigkeit arbeitet.

Darüber hinaus ergibt diese Lagerung eine optimale Schwingungsdämpfung.

Bei dieser Ausführung kann der Winkel λ der schiefen Ebene sehr klein gehalten werden, ohne daß die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird. So ist es beispielsweise möglich, den Winkel κ soweit zu verkleinern, daß eine einige Mp schwere Last nur eine Horizontalkraft von einigen kp verursacht, und diese

Horizontalkraft nicht, wie bei größeren Kräften, durch Kraftmeßdosen mit Dehnmeßstreifen, sondern durch kleine piezoelektrische Meßdosen mit wesentlichen höherer Genauigkeit gemessen wird. Gleichzeitig ist es möglich, durch Kühlung oder Beheizung des Mediums eine gleichbleibende Lagertemperatur aufrechtzuerhalten und auf diese Weise für einen gleichbleibenden Reibungsbeiwert mittels konstanter Viskosität des Drucköles zu sorgen.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Gleitsteine aus einem druckfesten Kunststoff mit geringem Reibungsbeiwert, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, bestehen.

Dies hat den Vorteil, daß die Lagerung wartungsfrei ausgeführt werden kann, da dieses Material nicht oxydiert und auch sonst von Umgebungseinflüssen nicht angegriffen wird. Darüber hinaus kann die Auflagerung vorteilhaft sehr klein gehalten werden, da eine hohe Flächenbelastung möglich ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Frfindung sieht weiter vor, daß die Lastbrücke auf den Gleitsteinen auf den den Gleitflächen abgekehrten Seiten schwenkbeweglich gelagert ist.

Dies hat den Vorteil, daß eine Verformung der Lastbrücke unter Last, so gering sie auch sein mag, oder ein Setzen des Fundamentes mit einer geringen Veränderung des Neigungswinkels α die Funktion der Lagerung nicht beeinträchtigen kann. Weiterhin brauchen an die Montagegenauigkeit für die Lagerungsteile zueinander keine extremen Anforderungen gestellt zu werden, da sich diese automatisch selbst einstellen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestkitung ist vorgesehen, daß die Lastbrücke an ihren Auflagestellen mit in Richtung der Kraftmessung unter einem Winkel β geneigten schiefen Ebenen versehen ist, die auf einer als Rollkörper ausgebildeten Führung abgestützt sind.

Dies hat den Vorteil, daß eine besonders niedrig bauende, robuste Ausführung beispielsweise unter Verwendung von Normenelementen entsteht.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die schiefen Ebenen der Führungen unter den gleichen Winkeln α; β, aber in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, zwischen denen als Keile ausgebildete Gleitsteine angeordnet sind, die mit der Meßdose verbunden sind.

Hierdurch wird vorteilhaft bewirkt, daß z. B. bei der Verwendung von drei oder vier Auflagern die Lastbrücke aurh ohne Anordnung von Lenkern stabil in einer stets gleichen Position gehalten wird. Die Kraftmessung erfolgt dabei über die als Lastzerlegungskeile ausgebildeten Gleitsteine.

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

F i g. 1 eine Brückenwaage, deren Lastbrücke mittels Gleitsteinen auf einer im Winkel cn als schiefe Ebene ausgebildeten Führung abgestützt ist.

Fig.2 die Brückenwaage mit einander zugekehrten, unter den Winkeln λ und β geneigten, als Keilen ausgebildeten Gleitsfeinen, welche durch eine Kraftmeßdose verbunden s'nd.

F i g. 3 einen Schnit· gemäß III-II1 in Fi g. 2.

Fig.4a—d einzelne Ausführungsformen der Lagerung.

In Fig. 1 wird die Lastbrücke 1 von dem als Stützkörper ausgebildeten Gleitstein 2 über die Kugel 3, die die SchwenkbewQglichkeit des Stützkörpers herstellt, auf der als schiede Ebene ausgebildeten Führung 4 abgestützt Zwischen der Lastbrücke 1 und der Führung 4 wird der Winkel α, der die Größe der Horizontalkraft bedingt, gebildet Im Gleitstein 2 befindet sich ein Druckmittelkanal 6 für ein strömungsfähiges Medium, an welchen die Rohrleitung 9 für die Zufuhr des Mediums angeschlossen ist.

Der für das Aufschwimmen des Gleitsteines 2 benötigte Druck wird durch die Pumpe 7 erzeugt, welche das Medium aus dem Vorratsbehälter 8 ansaugt

ίο Die Rückführung des durch den Lagerspalt austretenden Mediums geschieht über die Rückführungsleitung 13. Die als schiefe Ebene ausgebildete Führung 4 stützt sich auf dem Fundament 5 ab, an welchem auch das Meßgerät 10 befestigt ist, das über eine Zugstange 11 mit der Lastbrücke 1 verbunden ist Das Meßgerät 10 speist das Anzeigegerät H2, wobei das Meßgerät 10 beispielsweise ein mechanisches Meßwerk mit Kraftmessung durch Gewichte oder Federn, ein elektromechanisches Meßwerk mit Dehnmeßstreifen oder Quarzen, oder ein elektrisches Meßwerk mit Tauchspulen, -ankern, und das Anzeigegerät 12 beispielsweise ein Gerät mit einer Analoganzeige auf einem Bildschirm oder einer Digitalanzeige sein kann.

Zur Temperaturkonstanthaltung des strömungsfähigen Mediums dient ein Wärmetauscher 35 mit einer Kühlwasserzuieitung 36. Dieser ist mit einer nicht gezeigten Temperaturregelung ausgerüstet und sorgt für gleichbleibende Lagertemperatur und damit für konstante Lager-Reibung.

Erkennbar ist die vorteilhaft niedrige, einfache und robuste Bauweise, verbunden mit gleichzeitig hoher Genauigkeit und Wartungsfreiheit durch Verwendung dieser praktisch unkomplizierten, verschleißlosen, selbsteinstellenden Bauart.

Die Einrichtung zur Druckerzeugung des strömungsfähigen Mediums besteht dabei aus erprobten und zuverlässigen Geräten beispielsweise der Hydraulik.

F i g. 2 zeigt eine Brückenwaage mit Lagern, deren Gleitsteine 17 aus einem druckfesten Kunststoff mit geringem Reibungswert, beispielsweise Polytetralfluoräthylen bestehen. Dabei sind die schiefen Ebenen 16 der Lastbrücke 1 und die schiefen Ebenen 15 der Führungen unter den gleichen Winkeln α und β zueinander geneigt.

Dazwischen sind die als Lastzerlegungskeile ausgebildeten Gleitsteine 17 angeordnet, welche sich auf der fundamentseitigen schiefen Ebene 15 gegenüber dem Fundament 20 abstützen. Zwischen den Gleitsteinen 17 ist ein Meßgerät 18 mit Hilfe von Zugstangen 19 angeordnet und braucht vorteilhaft nicht am Fundament 20 befestigt zu werden. Da sich die Lastbrücke 1 durch den Einfluß der gegengleich geneigten Gleitflächen nicht in horizontaler Richtung bewegen kann, benötigt die Lastbrücke 1 keine Hebelführung. Arretierungsklötze 21, die von einem nicht gezeigten Mechanismus betätigt werden, arretieren die Lastbrücke 1 beim Be- und Entlasten.

Diese Bauart ist besonders robust und wartungsarm bei gleichzeitig guter Genauigkeit, wenn beispielsweise mit Silikonfett geschmierte Gleitsteine 17 aus Polytetrafluoräthylen zwischen den schiefen Ebenen 15 und 16 angeordnet sind.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Brückenwaage gemäß der Linie III-III in F i g. 2.
Zwischen der Lastbrücke 1 und der Querneigung der al' Gleitfläche ausgebildeten schiefen Ebene 16 liegt der Winkel »y« der eine Verschiebung der Lastbrücke 1 in horizontaler Quer-Richtung verhindert.

F i g. 4a zeigt die Lagerung der Lastbrücke mittels

einer im Winkel α geneigten schiefen Ebene 23 auf einer als Rollkörper 22 ausgebildeten Führung.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß nur eine als Gleitfläche ausgebildete schiefe Ebene 23 hergestellt werden muß, während eine Gegen-Gleitfläehe entfällt.

Eine andere Ausführung mit mehreren Rollkörpern 24 zeigt Fig.4b. Zwischen den beiden Führungen 25 und 26 ergibt sich ein Rollbett, das sowohl mit Kugeln 24 in einer Käfigplatte 27 oder auch mit walzenförmigen Rollkörpern bestückt sein kann. Der Vorteil besteht in der ausschließlichen Verwendung von genormten Teilen sowie in der geringen Bauhöhe der Anordnung.

Die geringste Bauhöhe der möglichen Lagerbauformen weist eine Anordnung nach Fig.4c auf. Hier besteht die untere Führung 28 aus einer Platte 29 von Polytetrafluoräthylen, die mit Hilfe einer Zuleitung 30 und Bohrung 31 durch Silikonöl geschmiert ist. Diese Bauweise verbindet die Vorteile einer niedrigen und preiswerten Ausführung mit hoher Druckfestigkeit, Wartungsfreiheit, Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie mit hoher Belastbarkeit.

Minimale Reibung und optimale Selbsteinstellbarkeit zeichnet die Ausführung nach F i g. 4d aus. Hierbei wird die als obere Führung 32 ausgebildete schiefe Ebene von dem Stützkörper 33 getragen, der wiederum in einer Kugelkalotte 34 gelagert ist. Zwischen beide Gleitflächen wird ein Schmiermittel unter Druck eingeleitet, das den Raum zwischen den Körpern 32 und 33 sowie zwischen 33 und 34 erfüllt. Auf diese Weise schwimmt der Stützkörper 33 nach Art einer hydrostatischen Lagerung beidseitig auf einem Schmiermittelfilm und ermöglicht vorteilhaft die reibungslose Einstellung und Erzeugung einer Horizontalkraft.

Bei dieser Anordnung kann deshalb der Winkel oc besonders klein gehalten werden, was die Verwendung kleiner Präzisions-Meßgeräte, beispielsweise piezoelektrischer Quarzmeßgeräte ermöglicht und zu einer entsprechenden Steigerung der Genauigkeit bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwandes führt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Abstützung der mit einer Meßdose verbundenen Lastbrücke einer Brückenwaage, bei der die Brückenlast in eine senkrechte und horizontale Komponente zerlegt und aus der horizontalen Komponente die Größe der Last bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastbrücke (1) mittels Gleitsteinen (2) auf einer in Richtung der Kraftmessung unter einem Winkel <x geneigten als schiefen Ebene ausgebildeten Führung (4) abgestützt ist

2. Abstützung der Lastbrücke einer Brückenwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteine (2) einen auf ihrer der Gleitfläche zugekehrten Seite ausmündenden Druckmittelkanal (6) aufweisen, der über die Rohrleitung (9) mit einer Einrichtung (7) zur Zufuhr eines strömungsfähigen Mediums, vorzugsweise öl mk geringer Viskosität, verbunden ist.

3. Abstützung der Lastbrücke einer Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsteine (2) aus einem druckfesten Kunststoff mit geringem Reibungswert, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, bestehen.

4. Abstützung der Lastbrücke einer Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastbrücke (1) auf den Gleitsteinen (2) auf den den Gleitflächen abgekehrten Seiten schwenkbeweglich gelagert ist.

5. Abstützung der Lastbrücke einer Brückenwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastbrücke (1) an ihren Auflagestellen mit in Richtung der Kraftmessung unter einem Winkel β geneigten schiefen Ebenen (23; 25) versehen ist, die auf einer als Rollkörper (22; 24, 27) ausgebildeten Führung (22; 26) abgestützt sind.

6. Abstützung der Lastbrücke einer Brückenwaage nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schiefen Ebenen (16) der Lastbrücke (1) und die schiefen Ebenen (15) der Führungen unter den gleichen Winkeln α, /3, aber in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, zwischen denen als Keile ausgebildete Gleitsteine (17) angeordnet sind, die mit der Meßdose (18) verbunden sind.