DE2735218A1

DE2735218A1 - Waage

Info

Publication number: DE2735218A1
Application number: DE19772735218
Authority: DE
Inventors: Eugen Meier
Original assignee: Mettler Instrumente AG
Current assignee: Mettler Instrumente AG
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1978-04-13
Also published as: US4100985A; JPS5354053U; CH609455A5; DE7724343U1

Description

Patentanwälte

Dipl.-Inj. K. EMPL

München 80, Sciumannstr. 2

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Waaqe

Die Erfindung betrifft eine Waage mit einer Einrichtung zur elektromagnetischen Kompensation der Last und mit einem mittels Lenkern parallel geführten Träger für eine Waagschale.

Waagen dieser Art sind anfällig gegen Vibrationen aus der Umgebung. Treten solche Vibrationen in ungünstigen Frequenzen und Amplituden auf, so wird die Gewichtsanzeige Schwankungen unterworfen und unter Umständen nicht mehr ablesbar.

Zur Abstützung der im wesentlichen durch den Träger und die Waagschale gebildeten Grundlast (Totlast) sind mechanische Mittel (z.B. Vorlastfedern) und/oder ein entprechend grösserer elektrischer Kompensationsbereich erforderlich.

809815/0538

Die vorliegende Erfindung hatte es sich zur Aufgabe gestellt, mit minimalem Aufwand gleichzeitig sowohl die Grundlast auszugleichen als auch die Waage weitgehend gegen externe Störvibrationen, insbesondere gegen Rotationsschwingungen, unempfindlich zu machen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einer Waage der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass mit dem Träger ein schwenkbar gelagerter zweiarmiger Hebel verbunden ist, der an seinem freien Ende ein Gegengewicht aufweist, wobei die Schwenkachse des Hebels bezüglich seines Gegengewichts auf derselben Seite liegt wie die Drehachse der Lenker bezüglich des Waagschalenträgers. Bei dieser Anordnung ist die Waage, entsprechende Dimensionierung des Gegengewichts und der Lagerabstände vorausgesetzt, sowohl gegen vertikale als auch horizontale Translationsschwingungen unempfindlich. Aber auch Rotationsschwingungen werden unterdrückt, da der Träger einerseits und das Gegengewicht am Hebel andererseits relativ zum Gehäuse in gleicher Richtung ausschwenken würden, diese Bewegungen sich aber gegenseitig blockieren. Wie sich rechnerisch zeigen lässt, spielt dabei die Lage des Drehzentrums der störenden Schwingungen keine Rolle.

Wenn das Trägheitsmoment des Hebels bezüglich des Hebeldrehpunktes vernachlässigbar klein gehalten wird, kann das Gegengewicht sich wenigstens angenähert senkrecht unterhalb der Waagschale befinden. Dies ergibt eine recht kompakte und einfach zu dimensionierende Ausführungsform der Waage.

809815/0538

Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Abstand zwischen dem Schwenklager des Hebels und dem Gegengewicht wenigstens angenähert gleich ist der wirksamen Länge der Lenker.

Zur Erhöhung des Wägebereichs ohne übermässige Dimensionierung der elektrischen Kompensationseinrichtung können in an sich bekannter Weise unterhalb der Waagschale Substitutions-Schaltgewichte angeordnet sein. Diese Ausbildung ist besonders vorteilhaft, wenn die Waage als Analysenwaage dienen soll.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Waagschale nahe dem unteren Lenker der Parallelführung angeordnet sein. Diese Ausbildung ist ebenfalls im Falle von Analysenwaagen, unter dem Gesichtpunkt des Bedienungskomforts, von Vorteil.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der nicht massstäblichen Zeichnung stellen dar Figur 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels, und

Figur 2 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Figur 1

Ein Träger 10 verfügt an seinem oberen Ende über eine Waagschale 12. Er ist mittels zweier dreieckförmiger Lenker 14, 14' relativ zum ortsfesten Waagengehäuse 16 parallel geführt. Die wirksame Länge der Lenker ist durch den Abstand zwischen den Biegegelenken 18 festgelegt.

809815/0538

Oberhalb des oberen Lenkers 14 sind am Träger 10 Ausleger 20 fixiert, mit Aussparungen zur Aufnahme von ringförmigen Schaltgewichten 22. Der Schaltmechanismus ist konventioneller Art und daher nicht näher dargestellt.

Am unteren Ende des Trägers 10 ist starr ein Ausleger 24 befestigt. Unterhalb des Auslegers 24 ist ein zweiarmiger Hebel 26 auf einer ortsfesten Schneide 28 schwenkbar gelagert. An seinem freien Ende, etwa in der vertikalen Verlängerung des Trägers 10, ist ein Gegengewicht 30 befestigt. Am anderen Ende des Hebels 26 ist ein Koppelglied 32 vorgesehen. Zwischen diesem und dem Ausleger 24 bzw. dem Hebel 26 ist je ein Biegelager 34 angeschraubt, das nur auf Zug beansprucht wird.

Zwischen den beiden Lenkern 14 und 14' ist die Einrichtung zur elektromagnetischen Kraftkompensation angeordnet. Sie ist in bekannter Weise ausgestaltet und daher nur pauschal dargestellt: An zwei Auslegern 36, die starr am Träger 10 befestigt sind, ist eine Tauchspule und der bewegliche Teil eines Positionsgebers montiert. Mit 38 ist der ortsfeste Teil der Kompensationseinrichtung bezeichnet, umfassend einen Permanentmagneten und den festen Teil des Positionsgebers, üeber Leitungen 40 sind die Tauchspule und der Positionsgeber mit einer Speise-, Regel- und Auswerte-Schaltung 42 verbunden, die dann über eine Leitung 44 das Messergebnis einer Anzeige 46 zuführt.

809815/0538

Das Gegengewicht 30 ist so bemessen, dass das bewegliche System mit leerer Waagschale fast im Gleichgewicht gehalten wird, so dass zur Einhaltung der Soll-Position nur ein geringfügiger Korrekturstrom durch die Tauchspule erforderlich ist. Der Abstand zwischen den Biegegelenken 18 der Lenker 14, 14' entspricht angenähert dem Abstand zwischen dem Schneidenlager 28 und dem Schwerpunkt des Gegengewichtes 30, und letzteres ist etwa unter dem Schwerpunkt des beweglichen Systems, bestehend im wesentlichen aus dem Träger 10, der Waagschale 12, den Auslegern 20 und den Gewichten 22, angeordnet.

Figur 2

Das hier gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen durch die Anordnung der Waagschale 112, die über einen Zapfen 48 auf einem starr mit dem Träger 110 verbundenen Ausleger 50 ruht, etwas oberhalb der Ebene des unteren Lenkers 114'. Der Ausleger 124 ist etwas kürzer als im ersten Beispiel, und das Koppelglied 134 ist zwischen den Schenkeln des unteren Dreiecklenkers 114' hindurch nach unten zum Hebel 126 geführt. Durch diese Modifikation kann der durch das Versetzen der Waagschale 112 bedingte zusätzliche Platzbedarf klein gehalten werden.

Auch in diesem Beispiel können Schaltgewichte ergänzt werden, die analog zu oben unterhalb der Waagschale 112 angeordnet sein können.

Die elektromagnetische Kompensationseinrichtung wurde nicht gezeigt, sie kann ebenfalls wie im 1. Beispiel angeordnet

809815/0538
sein. -

Experimente mit Waagen gemäss den obigen Beispielen haben im Vergleich mit konventionellen Waagen eine wesentlich verbesserte Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen aus der Umgebung gezeigt, besonders gegenüber Rotationsschwingungen.

Abweichend von der vorstehenden speziellen Beschreibung kann die erfindungsgemässe Waage prinzipiell sowohl mittels Biegelagern als auch mittels Schneiden gelagert sein, wenn auch Biegelager häufig zu bevorzugen sind (sowohl für die Lenker als auch für den Hebel). Grundsätzlich spielt es auch keine Rolle, ob die Waagschale beim Wägevorgang einen Weg beschreibt oder aber ob die Waage (praktisch) weglos arbeitet.

Ein grosser Vorteil der Waage nach der Erfindung, die insbesondere für kleinere Wägebereiche bei relativ grosser Totlast geeignet ist, liegt darin, dass infolge ihrer Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen der Aufstellungsort nicht mehr so kritisch ist und beispielsweise einfachere und leichtere Wägetische genügen.

Das Regel- und Einschwingverhalten der Waage und damit der Zeitbedarf beim Wägen ist vergleichbar demjenigen konventioneller Waagen.

809815/0538

Leerseite

Claims

Patentansprüche

l.j Waage mit einer Einrichtung zur elektromagnetischen Kompensation der Last und mit einem mittels Lenkern parallel geführten Träger für eine Waagschale, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Träger (10;110) ein schwenkbar gelagerter zweiarmiger Hebel (26;126) verbunden ist, der an seinem freien Ende ein Gegengewicht (30;130) aufweist, wobei die Schwenkachse (28;128) des Hebels bezüglich seines Gegengewichtes auf derselben Seite liegt wie die Drehachse (18;118) der Lenker (14,14·;114,114') bezüglich des Waagschalenträgers (10;110).
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Gegengewicht (30;130) sich wenigstens angenähert senkrecht unterhalb der Waagschale (12;112) befindet.
3. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Schwenklager (28) des Hebels (26) und dem Gegengewicht (30) wenigstens angenähert gleich ist der wirksamen Länge der Lenker (14,14').
4. Waage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch unterhalb der Waagschale (12) angeordnete Substitutions-Schaltgewichte (22).
5. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Waagschale (112) nahe dem unteren Lenker (114*) der Parallelführung angeordnet ist.

809815/0538