DE2356671A1

DE2356671A1 - Waagetisch

Info

Publication number: DE2356671A1
Application number: DE2356671A
Authority: DE
Inventors: Rolf Paul Haeggstroem; Bengtake Karlsson
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1972-11-13
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DK137613C; DK137613B; NO135843C; NO135843B; GB1452918A; NL7314946A; SE377187B; FR2206497A1; FR2206497B1; US3869007A

Description

DR.-ING. RICHARD GLAWE
MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DPL-ING. KLAUS DEL:^:S

HAMBURG

DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÜNCHEN

Deutsches Patentamt

M ü η c h en

Zweibriikenstraße 12

8 MDNCHENs26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (0311) 22 65 48 TELEX 52 25 05 spez

2 HAMBURG WAITZSTR. 12 TEL. (0411) 89 22 55 TELEX 21 29 21 sper

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BETRIFFT:

IHRE NACHRICHT VOM UNSER ZEICHEN

A-6

AB BCFCDRS

S-690 20 BCFQRS Schweden

Waagetisch

München

13. November 1973

Die Erfindung betrifft einen Waagetisch, beispielsweise für einen Rollenförderer, bestehend aus einem horizontalen Rahmen mit auftragenden Seitenteilen zur. Bildun äußeren, stationären Baugruppe und aus βφ^Γ ih bewegbaren Baugruppe, die mindestens zum Teil innerhalb der äußeren Baugruppe liegt und im oberen Bereich einen im wesentlichen horizontalen Kraftaufnahmeteil aufweist.

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a.

Die Erfindung richtet sich darauf, einen Waagetisch zu schaffen, der trotz beträchtlicher Meßgenauigkeit einfach in der Konstruktion und wirtschaftlich in der Herstellung ist. Der Waagetisch soll sich für verschiedene Anwendungsfälle eignen und außerdem als gesondertes Bauelement ausgebildet sein, das unabhängig von Fundamenten o. dgl. aufgestellt werden kann. Dies bedeutet, daß der Waagetisch ohne weiteres beispielsweise in einen Rollenförderer eingeschaltet werden kann, wobei dann der Kraftaufnahmeteil Schienen und Rollen aufweist, welche zumindest im wesentlichen denen des Rollenförderers entsprechen. Da der Waagetisch ein gesondertes Bauteil darstellt, arbeitet er am Einsatzplatz mit der gleichen Genauigkeit wie am Fertigungsplatz, wodurch sich die Kosten für den Einbau wesentlich vermindern.

Für Gewichtsmessungen beispielsweise im Zusammenhang mit Ro 11enförderern wurde es bereits vorgeschlagen, vier Kraftmeßwandler zu verwenden, die die innere Baugruppe an vier Ecken tragen. Dies bringt Nachteile sowohl meßtechnischer, als auch wirtschaftlicher Art mit sich, da bei diesen Anwendungsfällen die Möglichkeit gegeben sein sollte, die Last willkürlich auf den Kraftaufnahmeteil aufzubringen, und da die Meßergebnisse unabhängig davon sein sollten, wc die Last aufgebracht wird. Es war daher erforderlich, jeden der bisher in diesem Zusammenhang verwendeten Kraftmeßwandler für die Maximalbelastung des Waagetisches auszulegen. Darüberhinaus ergeben sich bei der Verwendung von vier Kraftmeßwandlern ungünstige Verhältnisse bei der Erzeugung eines Meß-

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signals, und ee muEte c'ahsr fur eir. und denselben Waagetisch eine gesonderte Abgleichung der Meßwertwandler vorgenommen werden.

Die Erfindung schafft einen Waagetisch, der u, a. die genannten Probleme der Waagen für Rollenförderer beseitigt. Der Waage.pitisch nach der Erfindung ist dadurch" gekennzeichnet, daß die innere Baugruppe auf lediglich einem am Rahmen befestigten Kraftmeßwandler ruht, der großen Querkräften standzuhalten und ein Ausgangssignql zu erzeugen vermag, welches von den Querkräften unabhängig ist, und daß die innere Baugruppe im oberen Bereich an den Seitenteilen über mindestens eine Membran o, dgl_e befestigt ist, die in Meßrichtung elastisch und senkrecht zur Meßrichtung steif ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Waagetisches für einen Rollenfördererj

Fig. 2 in vertikaler Ansicht die Befestigung eines Meßwertwandlers;

Fig. 3 in vertikaler Ansicht die Befestigung des Meßwertwandlers nach Figur 2, gesehen aus einer anderen Richtung}

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Fig. 4 eine vertikale Ansicht einer Membran §

Fig. 5 in vertikaler Ansicht als Prinzipskizze einen Teil des Waagetisches nach Figur 1 ι

Fig. 6 in vertikaler Ansicht und teils im Querschnitt eine erste Ausführungsform des Meßwertwandlers?

Fig. 7 in vertikaler Ansicht und teils im Querschnitt eine zweite Ausführungsform des Meßwertwandlers.

In sämtlichen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Fig. 1 zeigt eine äußere Baugruppe, bestehend aus einem horizontalen Rahmen 1 mit aufragenden Seitenteilen in Form von vier Eckpfosten 2. Weiterhin sind zwei querlaufende Rahmenteile 3 und außerdem Stützelemente 4 für die Eckpfosten vorgesehen. Die äußere Baugruppe bildet den stationäre η Teil des Waagetisches und ist unabhängig von einer Befestigung in einem Fundament o. dgl., sondern läßt sich direkt auf den Fußboden oder eine entsprechende Fläche aufsetzen. Hierzu dienen einstellbare Füße 5, die jeweils aus einem Gewindebolzen mit Kontermuttern und einer Fußplatte bestehen, welche eine zentrale Bohrung zur Aufnahme des zugehörigen Gewindebolzens aufweisen. Die Fußplatten können so ausgebildet sein, daß sie sich selbsttätig auf die Bodenfläche einstellen, woraufhin sie,

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beispielsweise durch Schweißung, mit den Gewindebolzen verbunden werden«

Ein Kraftmeßwandler 6 ist an einer Platte 7_rbefestigt, die in der Mitte des horizontalen Rahmens 1 an den querlaufenden Rahmenteilen 3 sitzt _a Dabei ist der Kraftmeßwandler so ausgerichtet, daß seine Längsachse mit der Längsrichtung des Waagetisches zusammenfällt„

Auf dem Kraftmeßwandler 6 ruht eine zum Teil innerhalb der äußeren Baugruppe angeordnete innere Baugruppe. Letztere ist im oberen Bereich mit jedem der Eckpfosten 2 verbunden, und zwar über jeweils eine Membran 8. Sämtliche vier Membranen liegen in ein und derselben horizontalen Ebene«, Die Membranen sind an den jeweiligen Schmalseiten des Waagetisches nach innen gerichtet, so daß keine Teile des Waagetisches nach außen vorstehen, was die Anordnung des Waagetisches am gewählten Aufstellungsplatz erleichtert. Die innere Baugruppe umfaßt einen Kraftaufnahmeteil 9 in Form eines Abschnittes des Rollenförderers. Weiterhin erstrecken sich vom oberen Bereich der inneren Baugruppe vier Beine 10 geneigt nach unten und innen. Sie sind auf der oberen Seite einer unten liegenden Platte 11 befestigte Die Unterseite dieser Platte trägt eine aus Figur 1 nicht ersichtliche Schneide 12„ die mit dem Kraftm@ßwandler in Berührung steht.

Figur 2 zeigt im einzelnen die Anordnung des Kraftmsßwandlers, gesehen von einem seiner Enden aus. Die Schneid© 12, mit der die innere Baugruppe auf dem KraftmsSwandler aufruht, arbeitet

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mit einer in letzterem vorgesehenen Wut zusammen. Die Schneide wird von einem Teil 13 getragen, das an der Unterseite der Platte 12 sitzt. Äußer der Schneide trägt der Teil 13 Abschnitte, die den Kraftmeßwandler mit geringem Spiel umgreifen, so daß die innere Baugruppe die erforderlichen Bewegungen in und rechtwinklig zu der Zeichenebene von Figur 2 ausführen kann.

Ein Bügel 14 ist an dem Teil 13 befestigt und erstreckt sich

rund um die Unterseite des Kraftmeßwandlers. Damit wird in

extrem einfacher Weise dafür gesorgt, daß die Membranen 8 nicht reißen, wenn die innere Baugruppe angehoben wird.

Figur 3 zeigt die Anordnung des KraftmeSv/andlers von seinem anderen Ende aus gesehen. Dabei trägt das zum Kraftmeßwandler führende Kabel das Bezugszeichen 15_E Der Kraftmeßwandler ist an der äußeren Baugruppe über ein Element 16 befestigt, welches den Kraftmeßwandler umschließt und seinerseits fest mit der Platte 7 verbunden ist.

Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Befestigung einer Membran 8. Sie besteht im wesentlichen aus einer vergleichsweise dünnen, rechteckigen Platte, die parallel zur horizontalen Ebene des Kraftaufnahraeteiles 9 angeordnet ist. Der Mittelabschnitt der Membran wird von zwei Platten 17 und 18 umschlossen, die miteinander verschrstjbt sind und zwischen sich die Membran aufnehmen. An ihren Enden ist die Msmbran einerseits mit dem zugehörigen Eckpfosten 2 und andererseits mit der inneren Baugruppe verbunden, und zwar unter Verwendung von Blöcken 19 und 20, die jeweils unter Zwischenschaltung der

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Membran an dem Eckpfosten 2 bzw. am Kraftaufnahmeteil 9 befestigt sind» Die Materialwahl und die Ausbildung der Membran stellen wesentliche Faktoren für die Funktion des Waagetisches dar, da die Membran sehr weich in Meßrichtung und widerstandsfähig beispielsweise gegen Zug·= und Torsionsbeanspruchungen sein solle Als geeignetes Material für die Membran wurde Berylliumkupfer o₀ dglO ermittelte

Figo 5 zeigt als Prinzipskizze die Art und Weise, in der die Schneide 12 mit einer Wut 21 im Kraftmeßwandler zusammenwirkt.

Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei grundsätzliche Ausführungsmöglichkeiten eines Kraftmeßwandlers„ wie er sich zur Verwendung im Zusammenhang mit dem Waagetisch nach der Erfindung eignet,, Ein derartiger KraftmeSwandler besitzt einen ersten Balken 22„ dessen eines Ende freitragend gestaltet und starr mit einem zweiten Balken 23 verbunden ist₅ welcher sich mit Abstand zur Seite des ersten Balkens erstreckt und kürzer als dieser ausgebildet ist» Der Kraftmeßwandler trägt Dehnmeßstreifen 24 (Fig. 6) und 25 (Fig. 7), die die Verformungen im Material des ersten Balkens messen, welche auf Scherbeanspruchungen (Fig_o 6) und Biegebeanspruchungen (Fig₀ 7) zurückgehen. An derjenigen Stelle, an der die Dehnmeßstreifen 24 angeordnet sind,, weist der Kraftmeßwandler gemäß Figur 6 die Form eines !-Trägers auf_f so daß die Dehnmeßstreifen auf der neutralen Achse des ersten Balkens liegen_s in der die-auf Scherbeanspruchungen zurückgehenden Verformungen besonders ausgeprägt sind. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit des

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_ 7 „

Kraftmeßwandlers erhöht, ohne daß dadurch seine Festigkeit
in wesentlichem Umfang vermindert würde. Entsprechende Maßnahmen werden auch bei dem Kraftmeßwandler entsprechend der Ausführungsform nach Figur 7 angewendet, so daß die Dehnmeßstreifen an denjenigen Stellen angeordnet werden können, an denen die auf Biegebeanspruchungen zurückgehenden Verformungen besonders ausgeprägt sind. Der Kraftmeßwandler nach Figur 7 eignet sich inbesondere dann, wenn der Waagetisch für geringere Meßbereiche ausgelegt sein soll. Die beschriebenen
Kraftmeßwandler sind einschließlich ihrer Dehnmeßstreifen an sich bekannt und brauchen daher nicht weiter im einzelnen
beschrieben zu werden. Charakteristisch für Kraftmeßwandler dieser Art ist, daß sie von der mechanischen Seite her großen Querkräften standhalten können, die im Waagetisch dann auftreten, wenn die Last außen an den Kanten des Kraftaufnahmeteils angreift. Außerdem erzeugen diese Kraftmeßwandler ein Signal, das unabhängig von diesen Querkräften ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß.die Kraftmeßwandler bei entsprechender Auslegung ohne weiteres in der Lage sind, Querkräfte in der Größenordnung von 100% der zu messenden Nennbelastungen aufzunehmen. Es sei hier nochmals auf Figur 2
und 3 verwiesen, aus denen hervorgeht, daß der erste Balken in dem Element 16, d. h., in der äußeren Baugruppe sitzt,
während die innere Baugruppe über die Schneide 12 mit dem
zweiten Balken in Berührung steht.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele einschränkt, sondern läßt sich ohne
weiteres modifizieren. So kann beispielsweise der Kraftauf-

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nahmeteil als ebene Arbeitsplatte ausgebildet sein. Weiterhin ist es in bestimmten Anwendungsfällen angebracht, jede Membran durch jeweils eine Zugstange für jede Hauptrichtung senkrecht zur Meßrichtung zu ersetzen. Auck können an den Eckpfosten Überlastsicherungen eingebaut werden, die ein zu starkes Herunterdrücken der jeweiligen Membranen oder Balken verhindern, Schließlich kann die Schneide durch irgendwelche anderen Kontaktelemente ersetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

Mr lA/aagetisch, beispielsweise für einen Rollenförderer, bestehend aus einem horizontalen Rahmen mit aufragenden Seitenteilen zur Bildung einer äußeren, stationären Baugruppe und aus einer inneren, bewegbaren Baugruppe, die mindestens zum Teil innerhalb der äußeren Baugruppe liegt und im oberen Bereich einen im wesentlichen horizontalen Kraftaufnahmeteil aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Baugruppe auf lediglich einem am Rahmen (1) befestigten Kraftmeßwandler (6) ruht, der großen Querkräften standzuhalten und ein Ausgangssignal zu erzeugen vermag, welches von den Querkräften unabhängig ist, und

daß die innere Baugruppe im oberen Bereich an den Seitenteilen (2) übeninindestens eine Membran (8) o. dgl. (Zugstangen) befestigt ist, die in Meßrichtung elastisch und senkrecht zur Meßrichtung steif ist.

2. Waagetisch nach Anspruch 1, wobei die Seitenteile aus vier vom Rahmen aufragenden Eckpfosten bestehen, dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Baugruppe in ihren oberen Bereichen an den Eckpfosten (2) über vier Membranen (8) befestigt ist, wobei jeweils eine Membran einem Eckpfosten zugeordnet ist,

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und daß die vier Membranen in einer gemeinsamen Ebene liegen.

■ O

Waagetisch nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Membranen (8) an einer Schmalseite des Waagetisches von ihren zugehörigen Eckpfosten (2) aus gegen die Membranen an der anderen Seite des Waagetisches gerichtet sind und umgekehrte

4. Waagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kraftmeßwandler (6) einen ersten Balken (22) aufweist, dessen eines Ende freitragend.angeordnet und starr mit einem zweiten Balken (23) verbunden ist₀ der sich mit Abstand zur Seite des ersten Balkens erstreckt und kürzer als dieser ausgebildet ist, und daß der erste Balken an dem Rahmen (1) befestigt ist und die innere Baugruppe mit einer Schneide (12) auf dem zweiten Balken aufruhto

5. Waagetisch nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Balken (22) mit Dehnmeßstreifen (24j 25) versehen ist, die die aus Scher- oder Biegebeanspruchungen resultierenden Verformungen des Balkenmaterials messen.

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6. Waagetisch nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftmeßwandler (6) auf mittleren Teilen des Rahmens (1) angeordnet und derart ausgerichtet ist, daß seine Längsachse mit der Längsrichtung des Waagetisches zusammenfällt ο

7. Waagetisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Baugruppe vier Beine (10) aufweist, die am Kraftaufnahmeteil (9) befestigt sind und sich von dort aus nach innen und unten zum Kraftmeßwandler (6) erstrecken.

8. Waagetisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Baugruppe eine Platte (11) aufweist, an deren Oberseite die Beine (10) befestigt sind, während an ihrer Unterseite ein Teil (13) sitzt, welches die Schneide (12) trägto

9. Waagetisch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schneide (12) tragende Teil (13) ein Element (16) aufweist, welches sich rund um die Unterseite des zweiten Balkens (23) erstreckt, um die Membranen (δ) vor einer Beschädigung zu schützen, wenn die innere Baugruppe angehoben wird.

10. Waagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Membranen (8) aus Berylliumkupfer O₀ dgl. bestehen.

11. Waagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die mittleren Abschnitte der Membranen (8) von Platten (17, 18) eingeschlossen sind, welche unter Zwischenschaltung der zugehörigen Membran gegeneinander gepreßt werden.

12. Waagetisch nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die äußere Baugruppe einstellbare Füße (5) aufweist, von denen jeder einen Gewindebolzen mit zugehörigen Kontermuttern und eine Fußplatte aufweist, welche auf die Ebene des Bodens einstellbar ist.

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