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Bauweise von Waagenbaureihen
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Die Erfindung betrifft eine Bauweise von Waagenbaureihen für Waagen
gleichen Gesamtaufbaues, für Wägebereiche von etwa 20 bis 12 000 kg und Lastträgerflächenbereiche
von etwa 0,2 bis 15 qm, wobei die einzelne Waage mit einem Lastträger und einem
zwischen
diesen und Lastausgleichsmittel geschalteten Hebelwerk
mit vier dreischneidigen, gleich langen, den Lastträger stützenden Lasthebeln ausgerüstet
ist, die über mindestens einen Zwischenhebel mit den Lastausgleichsmitteln in Wirkungsverbindung
stehen.
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Verschiedene Waagengrößen umfassende Baureihaisind bereits bekannt.
Die bekannten Bauarten erfassen aber jeweils nur Wägebereiche beispielsweise zwischen
30 bis 200, 100 bis 500, 200 bis 1 000, 500 bis 2 000 und 3 000 bis 5 000 kg, bei
von Baureihe zu Baureihe, für größere Wägebereiche auch von Waagengröße zu Waagengröße
anderen Lastträgernutzflächen. Bei den bekannten Baureihen finden sich zwischen
den den einzelnen Bereichen zugeordneten Reihen und den den einzelnen Reihen zugeordneten
Waagengrößen erhebliche Unterschiede nach Bauart und Größe der verschiedenen Lasthebel
und Übersetzungshebel, wobei auch jeweils verschiedene Größen und Arten von Schneiden,
Pfannen, Abstützungen usw. verwendet sind, so daß ein größerer Wägebereich nur mit
sehr vielen verschieden großen und teilweise verschiedenartigen Bauelementen bewältigt
wird. Dementsprechend fallen die einzelnen Herstellungsserien klein aus und bei
Verwendung der verschiedensten Rohmaterialien finden jeweils unterschiedliche Herstellungsmethoden
Anwendung. Dies alles wirkt sich auf die Herstellungskosten ungünstig aus und erschwert
es auch, die Einzelteile so genau herzustellen, daß ein Austauschbau möglich wird
und die Montagekosten klein bleiben. Bei den bekannten Bauarten pflegt die Waage
z.B.
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nach der ersten Montage bei Belastung verschiedener Ecken (Eckprobe)
verschieden anzuzeigen, so daß teuere Berichtigungsmaßnahmen durchgeführt werden
müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer einzigen oder
sehr wenigen Baureihen ein Vielfaches der Wägebereiche bekannter Reihen und ein
Vielfaches der Bereiche der Lastträgerabmessungen bekannterfethen zu erfassen bei
kleinster Anzahl unterschiedlicher Bauteile und demgemäß geringen Herstellungskosten,
geringem Aufwand für Lagerhaltung, einfachem Zusammenbau und Unterhalt, sowie bei
leichter Anpaßbarkeit an Sondergrößen oder sonst gewünschte Sonderausführungen.
Die Herstellung mit großer
Präzision soll rationell ermöglicht werden;
besondere Teile sollen leicht mit den Serienteilen zusammengebaut werden können,
so z.B. langgestreckte Lastträger für Hängebahn-Waagen mit den für Serienausführungen
üblichen Las thebeln.
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Die Lösung der Aufgabe liegt gemäß der Erfindung darin, daß die Baureihe
von den Flächen der Lastträger bestimmte rechteckige Grundrisse nur solcher Seitenverhältnisse
enthält, wie sie sich bei im wesentlichen diagonaler Anordnung der für jede Waagereihe
unter sich gleich langen Lasthebel von den Ecken des Grundriß-Recheckes aus zu einer
in dessen Mitte angeordneten Übertragung auf einen Zwischenhebel ergeben, daß für
alle Waagengrößen der Baureihe an den je Waagengröße unter sich gleichen Lasthebeln
gleiche Schneiden und zugehörige Pfannen verwendet sind und daß auße t em für jede
Waagengröße besonderen Lastträger und entsprechendem Gestell oder Fundament zur
Anpassung an die einzelnen Waagengrößen der Reihe ein oder mehrere, je nach der
Waagengröße verschiedene Zwischenhebel zwischen den Lasthebeln und einer als Lastausgleichsmittel
benutzten Meßdose verwendet sind.
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Die Erfindung ergibt zusammen mit ihren Weiterbildungen, die im folgenden
anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben sind, im Vergleich mit bekannten Bauarten
folgende überraschende Vorteile.
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1. Maßähnliche Lasthebel mit nur einem nachgeschalteten maßännlichen
Zwischenhebel ermöglichen fein abgestufte Baureihen von Lastträgergrößen mit einem
Flächenmaß von etwa 0,) bis 5,75 m2 für die verschiedenen Waagengrößen innerhalb
derselben Waagenbaureihe, während bei bekannten Bauarten für den genannten Flächenbereich
fünf bis sechs verschiedene Baußre ih en üblich waren.
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2. Von einer für die verschiedenen Waagengrößen einer Baureihe gewählten
Normalform des Lastträgers kann zu Lastträgerformen von quadratischer bis fast beliebig
lang gestreckter Begrenzung mit einem je Waagengröße gleichbleibenden Diagonalmaß
von etwa 0,8 bis 2,9 m ohne {nderung der Hebel des Hebelwerkes abgewichen werden.
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3. Für, bezogen auf den Wägebereich ungewöhnlich große, jedoch der
Baureihe angehörende Lastträger können die für die sonstigen Größen der Reihe benutzten
Lasthebel verwendet werden, sofern nur der einzige Zwischenhebel der Lastträgergröße
angepaßt wird.
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4. Sondergrößen lassen sich unter Verwendung der für die Reihengrößen
benutzten Bauteile unter deren Verwendung mit wenig zusätzlichem Aufwand herstellen.
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Entgegen 2,3 und 4 erfordern Abwandlungen der Waagengrößen einer Reihe
bei bekannten Bauarten in der Regel aufwendige Einzelanfertigungen.
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5. Während bei bekannten Bauarten mit einem den Lasthebeln nachgeschalteten
einzigen Zwischenhebel eine größte Übersetzung von etwa 1:200 erzielt wurde, läßt
sich bei der erfindungsgemäßen Bauweise mit einem einzigen den Lasthebeln nachgeschalteten
Zwischenhebel eine größte Übersetzung von 1:1 000 erreichen.
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Während bei den bekannten Bauarten eine Baureihe in der Regel einen
Wägebereich von bezogen auf die einzelnen, ihr angehörenden Waagengrößen 1:5, ausnahmsweise
1:6 1/3 umfaßte, wobei bei den höher liegenden Wägebereichen in der Regel ein zweiter
Zwischenhebel erforderlich war, beträgt der Übersetzungs- bzw. Wägebereich bei der
erfindungsgemäßen Bauweise 1:50, so daß sich einer Baureihe z.B. ein Wägebereich
von 60 bis 5 000 kg zuordnen läßt.
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Fig.1 der Zeichnung zeigt im Grundriß schematisch innerhalb der Umrisse
der symmetrisch ineinandergezeichneten zugehörigen Lastträger sechs eine Baureihe
bildende Größen von Hebelwerken a bis f, wobei der größte Lastträger verkürzt gezeichnet
ist, Fig.2, wieder im Grundriß und schematisch, das Hebelwerk c der Fig.1 in Verbindung
mit.Lastträgern anderer Formate, Fig.5 ein Schema der bei dem Beispiel nach Fig.1
und 2 für die Lastträger nötigen Zwischenhebel
Fig.4 eine schematische
Ansicht einer Lasthebelbaureihe zu dem Beispiel nach Fig.1 bis 5.
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Bei dem Beispiel nach Fig.1 weisen die kleineren Lastträger la bis
le ein Seitenverhältnis von etwa 4:5 auf, der kleinste hiervon, la, eine Breite
von 0,5 m. Die Folge der Seitenlängen dieser fünf rechteckigen Lastträger la bis
le bildet eine systematische, nämlich annähernd eine geometrische Reihe mit einem
Quotienten von etwa 1,25, wobei das größte Glied, der Lastträger le, 1,25 m breit
ist. Der nächstgrößere Lastträger 1f hat außerhalb der geometrischen Reihe ein Maß
von 1,5 x 2,5 m.
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Zu jeder Größe der Lastträger la bis 1f gehören je vier unter sich
gleiche Lasthebel 2a bis 2f. Diese liegen im Rechteck der Lastträgerfläche annähernd
diagonal. Je Lastträger- und damit Waagengröße ist in Fig.1 nur ein Lasthebel ganz
gezeichnet. Stützschneiden Da bis Df, Lastschneiden 4a bis 4f und Ausgangsschneiden
5 der Lasthebel 2a bis 2f sind durch Kreise angedeutet. Die Lasthebel für alle Waagengrößen
einer Reihe liegen mit ihren Ausgangsschneiden 5 übereinstimmend auf Stützpunkten
5a einer Eingangsschneide 6 von Zwischenhebeln 7a bis 7f. Diese verschieden langen
Zwischenhebel 7a bis 7f liegen übereinstimmend auf einer der Hauptachsen jedes der
Lastträger la bis lf. Alle Zwischenhebel 7a bis 7f haben übereinstimmend eine Stützschneide
8 mit zwei Stützpunkten 9; mehrere der Zwischenhebel -- hiervon sind drei gezeichnet
-- Ausgangsschneiden 10. Die Lage des Eingangs einer Meßdose 11 stimmt mit der Lage
der Ausgangsschneiden 10 überein, von welchen nur zwei verschiedene Stellungen eingezeichnet
sind.
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Die Zwischenhebel 7a bis 7f können Verlängerungen 7g zum Anbringen
einer Dämpfungsvorrichtung 15 in verschiedenen Stellungen 12 aufweisen; von den
Stellungen 12 sind drei eingezeichnet.
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Aus Fig.2 geht hervor, daß das Hebelwerk der in Fig.l mit dem Kennbuchstaben
c bezeichneten Größe ohne jede Änderung von Einzelteilen anderen Lastträger-Formaten
angepaßt werden kann. Hierzu sind in Fig.2 für drei verschiedene Formate cl, c2
und c5 des Lastträgers lc jeweils alle vier Lasthebel 2c eingezeichnet. Die drei
verschiedenen Stellungen der unter sich gleichen Lasthebel
bei
den drei verschiedenen Lastträger-Formaten ergeben sich durch Schwenken jedes Lasthebels
2c um den Ort seiner Ausgangsschneide 5. Außerdem Format des Lastträgers lc der
Reihe nach Fig.1 (0,8 x 1 m) kann bei im einen Sinne drehsymmetrisch geschwenken
Lasthebeln jede Form bis zur quadratischen cl, darüber hinaus jede Form bis etwa
1,2 x 0,6 m (c2 in Fig.2) gebaut werden. Bei im anderen Sinne geschwenkten Lasthebeln
ist jedes Format bis etwa 0,34 x 1,2 m (c3 in Fig.2) möglich. Innerhalb jedes Formates
und auch innerhalb der engsten Stellung von zwei Lasthebeln findet die Meßdose 11
an den drei Lagen der Ausgangsschneiden 10 des Zwischenhebels 7c Platz. Ebenso ist
Raum vorhanden für je eine Dämpfungseinrichtung 13 an den gezeichneten drei Orten
12 an der Verlängerung 7g des Zwischenhebels 7c.
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Für die Lastträger la bis If braucht man sechs verschieden große Zwischenhebel
7a bis 7f. In Fig.3 sind beim kleinsten Zwischenhebel 7a die beiden Stützpunkte
9, die vier Stützpunkte 5a auf der Eingangsschneide 6 und die drei Ausgangsschneiden
lOa als Kreise gezeichnet. Für dle größeren Zwischenhebel 7b bis 7f ist die Lage
der Stützschneiden strichpunktiert; die Ausgangsschneiden sind wieder durch Kreis
angedeutet. Die Verlängerungen 7g zeigen verschiedene Orte 12 für die Anbringung
einer nicht gezeichneten Dämpfungseinrichtung.
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Die Abstände der Orte 12 von den Stützschneiden 8 sind gleich den
Abständen der Ausgangsschneiden 10 von den Stützschneiden 8 gezeichnet; es können
aber auch den Längen der Zwischenhebel 7a bis 7f proportionale Abstände gewählt
werden. Werden einheitliche, maßgleiche Dämpfungseinrichtungen 15 an den jeweils
den Stellungen der Meßdose 11 entsprechenden Orten 12 angebracht, so ist ihre Wirkung
für jede zu einem bestimmten Wägebereich gehörende Waagengröße dieselbe.
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Der Abstand der Eingangsschneide 6 von der Stützschneide 8 ist bei
allen Zwischenhebeln 7a bis 7f derselbe.
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Aus Fig.4 ist ersichtlich, daß der Abstand der Stützschneiden 3a bis
5f von den Lastschneiden 4a bis 4f bei allen Lasthebeln 2a bis
2f
derselbe ist, während die Längen bis zu den Ausgangsschneiden 5, nämlich die Längen
der Ausgangshebelarme, verschieden sind.
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Maßangaben zu einer dem beschriebenen Beispiel entsprechenden, ausgeführten
Baureihe mit Meßdosen von 3 kp Eingangskraft.
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Lastträger Wägebereich Übersetzungen Übersetzungen Größe z.T. gerundete
gesamt Werte Lasthebel Zwischen hebel m kg 1 1: 1: a 0,50 60 2 20 x 120 10 4 40
o,64 300 10 100 b o,64 60 1,5 20 x 120 13 1/3 3 40 0,80 300 7,5 100 c 0,80 120 2,33
x 300 17,2 5,8 100 1,00 600 11,6 200 d 1,00 300 4,55 100 x 600 22 9,1 200 1,25 1200
18,2 400 e 1,25 600 7,15 200 x 1200 28 14,3 1,50 3000 35,75 1000 f 1,50 600 5 200
x 1200 40 10 400 2,50 3000 25 1000 Meßdosen mit einer von 7 kp abweichenden, z.B.
5 kp betragenden Eingangskraft, würden Wägebereiche von 100 bis 5 000 kg ergeben.
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Man kann auch Meßdosen mit abgestufter Eingangskraft, z.B.
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2,... 5,... 10 kp verwenden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird das
aber im allgemeinen nicht günstig sein. Die Nichteinheitlichkeit des teuersten Bestandteils
einer Waage, der Meßdose, bei den verschiedenen Waagengrößen einer Baureihe, ist
bezüglich Herstellung, Lagerhaltung sowie Austausch bei im Betrieb befindlichen
Waagen viel nachteLiger, als die Verwendung einer größeren Anzahl vorbereiteter
Orte für die Ausgangsschneiden 10a bis 10f der Zwischenhebel 7a bis 7f bei einheitlicher
Meßdose 11. Das gleiche gilt auch für die Dämpfungseinrichtungen 13.
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Als Teile, die für die verschiedenen Waagengrößen einer Baureihe vorteilhaft
maßgleich sind, wurden genannt: 1. Die Eingangshebelarme der Lasthebel 2a bis 2f,
2. die Eingangshebelarme der Zwischenhebel 7a bis 7f, 3. die Dämpfungseinrichtungen
13, 4. die Meßdosen 11.
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Auch alle weiteren Bauteile für die verschiedenen Größen der einer
Baureihe zugehörenden Waagen werden in weiterer Ausbildung der Erfindung maßgleich
ausgeführt, abgesehen von den in Anpassung an die einzelnen Waagengrößen zwangläufig
verschiedene wirksame Längen aufweisenden Last- und Zwischenhebeln.
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Wenn diese somit im ganzen nur maßshnlich sind, so sind sie doch teilweise
maßgleich und zwar hinsichtlich der Ausbildung ihrer Enden und hinsichtlich von
verschiedene Abstände aufweisenden, z.B. die Orte für die Anbringung von Dämpfungseinrichtungen
an den Verlängerungen der Zwischenhebel festlegenden Teilgestaltungen. Trotzdem
sie nicht in allen Einzelheiten maßgleich sind, können sie mit gleichen Werkzeugen,
welche den einzelnen Hebelgrößen anpaßbare, verstellbare Anschläge aufweisen, hergestellt
werden.
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Eine Erklärung dafür, daß bei der erfindungsgemäßen Bauweise eine
fünfmal größere tbersetzung erreichbar ist, als bei bekannten Bauarten,
liegt
darin, daß sich die Wirkung der kurzen Eingangshebelarme multipliziert. So ergibt
sich am Lasthebel gegenüber bekannten Bauarten ein Gewinn von mindestens 1:1,8)am
Zwischenhebel von mindestens 1:2; für die Einzellasthebel kann bei der erfindungsgemäßen
Bauweise der Ausgangshebelarm überdies um etwa 1:1,4 größer übersetzt sein als bei
bekannten Bauarten, weil er im wesentlichen eine Halb di agonale statt einer Halbseite
eines Lastträgergrundrisses einnimmt. Der Gewinn ist somit 1:1,8 x 1:2 x 1:1,4 =
1:5.
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Eine Hebelbauart, die den Anforderungen der vorstehend beschriebenen
Bauweise genügt und insbesondere die Bildung kurzer Eingangshebelarme ermöglicht,
ist von der Anmelderin bereits vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung P
25 48 426.8-35) in Gestalt von Doppelsteghebeln aus hochkantsEhenden, durch Abstandshülsen
miteinander verbundenen Stegblechen, wobei die Eingangsseitigen kurzen Hebelarme
durch in die Doppelsteghebel eingesetzte Zwillingsschneidenträger gebildet sind.
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Stützanordnungen, die es gestatten, an den verschiedenen Druckübertragungsstellen
zwischen bewegbaren Teilen innerhalb der unter sich verschieden großen Waagen derselben
Baureihe unter sich im wesentlichen maßgleiche Elemente, nämlich aus Pfannen und
in der Lage zu diesen durch Paßmittel festgelegte Stützen gebildete Stütz anordnungen
zu verwenden, wobei beide Enden dieser Stützen zwecks Anpassung an verschiedene
Verwendungsorte unterschiedlich geformt sind, hat die Anmelderin ebenfalls bereits
vorgeschlagen (deutsche Patentanmeldung P
L e e r s e i t e