DE2749953A1

DE2749953A1 - Oberschalige praezisionswaage

Info

Publication number: DE2749953A1
Application number: DE19772749953
Authority: DE
Inventors: Paul Luechinger; Ernst Strickler
Original assignee: Mettler Instrumente AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Germany
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: JPS53163167U; DE7734258U1; FR2374622A1; US4148370A; CH600316A5; JPS5830190Y2; GB1527184A; DE2749953C2; FR2374622B1; CA1082233A

Description

Patentanwälte

Dip!.-*-. Λ V/EDDE 07AQQC-J

Dip!.-!;!... !>. LMPL 2749953

München b j, Jchumannstr. 2 3

-8:^'. 1977

T 23

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Oberschalige Präzisionswaage

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Präzisionswaage, umfassend einen parallel geführten Träger zur Aufnahme einer Waagschale, eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompensation mit einem Magnetsystem und einer in dessen Luftspalt tauchenden Kompensationsspule, und einen die Last untersetzenden Hebel, an dessen einem Ende die Kompensationsspule angebracht ist.

Bei Waagen dieser Gattung spielen die Temperaturverhältnisse, beispielsweise die Wärmeerzeugung im Magnetsystem oder Schwankungen in der Umgebungstemperatur, eine wichtige Rolle. Ein Teilproblem auf diesem Gebiet ist die Berücksichtigung der Wärmedehnung der verwendeten Materialien. Dieses Problem ist

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dann weitgehend entschärft, wenn nur Materialien gleicher oder ähnlicher Wärmedehnung verwendet werden. Solche Materialien sind jedoch teuer und/oder schwer, ferner in den meisten Fällen magnetischen Einflüssen unterworfen.

Die vorliegende Erfindung hatte zur Aufgabe, eine leichtere Wägezelle (und damit eine leichtere Waage) zu ermöglichen, dabei gleichzeitig aber das Problem der verschiedenen Wärmedehnungen zu lösen. Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass das Magnetsystem von einem an diesem befestigten, im wesentlichen senkrecht stehenden umlaufenden Leichtmetallrahmen umgeben ist, an dem sowohl die Parallelführung als auch der Hebel angebracht ist, wobei der Rahmen durch Verringerung der Wandstärke und/oder Ausnehmungen erzeugte Gelenkstellen aufweist. Aus dieser Gestaltung des Rahmens resultiert eine Nachgiebigkeit in einer Richtung bei praktisch unveränderter Steifigkeit in den anderen Richtungen. Die sich aus den um etwa den Faktor 2 unterschiedlichen Wärmedehnzahlen ergebenden Unterschiede sind damit weitgehend entschärft.

Eine zweckmässige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen rechtwinklig zueinander angeordnete Seitenwände umfasst, wobei die Gelenkstellen durch Verjüngung wenigstens zweier Kanten gebildet werden. Dies ergibt eine einfache Konstruktion mit klar definierten Gelenkstellen. Je nach gewählter Bauweise kann es auch sinnvoll sein, einen Kastenrahmen mit an allen vier Kanten vorgesehenen Verjüngungen zu verwenden .

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Eine weitere Verbesserung¹ des Wärmeverhaltene.ergibt sich, wenn zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Rahmens am Magnetsystem angeschraubt sind, wobei diese Seltenwände mittels in ihnen angebrachter Durchbrechungen in Richtung der Verschraubung elastisch nachgiebig gestaltet sind.

Zur Berücksichtigung der Ausdehnungsunterschiede auch in vertikaler Richtung ist eine Ausführungsform zweckmässig, bei der zwei Seitenwände mittels je zweier Schrauben am Magnetsystem befestigt sind, wobei ein Gelenk bildende Ausnehmungen nahe je einer der Schrauben eine elastische Nachgiebigkeit der entsprechenden Befestigungspunkte in der jeweiligen Seitenwand relativ zueinander bewirken.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist im wesentlichen nur die Zelle zu einer erfindungsgemässen oberschaligen Präzisionswaage dargestellt. Es sind

- Figur 1 ein Längsschnitt durch die Wägezelle,

- Figur 2 eine Draufsicht auf die Wägezelle, mit abgenomme

ner Waagschale, und

- Figur 3 eine Seitenansicht des Zellenrahmens.

Kern der Zelle ist ein Topfmagnetsystem 10, bestehend aus einem Kern 12, einer Grundplatte 14 und einem zylindrischen Mantel 16 mit dem Polschuh 18 sowie einem Deckel 20. In einen Luftspalt 22 taucht ein Spulenträger 24 mit einer Kompensationsspule 26. Er ist mit einer Schraube 28 am Ende eines Uebersetzungshebels 30 fixiert. ORIGINAL INSPECTED

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Der elektrische Teil der Waage (Abtastung, Regelung, Auswertung mit Anzeige etc.) ist konventioneller Art und daher nicht dargestellt.

Ein Leichtmetallrahmen 32 weist zwei spiegelgleich ausgebildete Seitenwände 34 und eine Vorderwand 36 auf. An seiner Rückseite verfügt er über je ein abgewinkeltes Wandstück 38. Die beiden Wandstücke 38 sind durch zwei übereinander daran mit Schrauben 40 fixierte T-Träger 42 aus Leichtmetall miteinander verbunden. Das Chassis 32, 40 ist mittels je zweier übereinander angeordneter Schrauben 44 am Mantel 16 des Topfmagneten angeschraubt. Lediglich an dieser Stelle berührt der Rahmen das Magnetsystem 10.

Die beiden T-Träger 42 bilden das ortsfeste Ende einer Parallelführung: Zwei gleich ausgebildete Dreiecklenker 46 in Form eines V aus Leichtmetall sind über je zwei Biegelager 48 mit dem oberen bzw. unteren T-Träger 42 verbunden (Schrauben 50). Am spitzen Ende des V ist über je ein Biegelager 52 ein Lastaufnehmer 54 angelenkt (Schrauben 56). Am oberen Ende des Lastaufnehmers 54 ist das Biegelager 52 durch einen eingeschraubten Kegelzapfen 58 fixiert. Letzterer dient zum Aufsetzen einer Waagschale 60.

Der oben bereits erwähnte zweiarmige Uebersetzungshebel 30 ist über zwei Biegslager 62 an der Vorderwand 36 des Rahmens 32 gelenkig aufgehängt. Ein weiteres Biegelager 64 stellt die Verbindung zwischen dem Hebel 30 und einem Ausleger 66 des Lastaufnehmers 54 her.

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Die beschriebene Wägezelle bildet eine selbsttragende Montageeinheit, die Über drei Stützen (eine vordere Stütze 68, zwei hintere Stützen 68') mit der Waagengrundplatte 70 verschraubbar ist (Schrauben 72).

Der Leichtmetallrahmen 32 kann rationell aus einem Stück geformt werden. Man erkennt in Figur 2 zwei Ausnehmungen 74, die sich über die ganze Höhe der Kanten 75 erstrecken. Mit 76 ist ein Fenster bezeichnet, dass sich quer über die Vorderwand und ein Stück weit in die Seitenwände 34 erstreckt und zur Aufnahme des lagerseitigen Endes des Oebersetzungshebels 30 dient. Weitere Aussparungen sind in Figur 3.erkennbar: Zwei Fenster 78 und 80 erhöhen die erwünschte elastische Nachgiebigkeit (Gelenkstellen 81) in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene, ohne die Steifigkeit in vertikaler Richtung sowie in der Zeichnungsebene nennenswert zu beeinträchtigen. Insbesondere die Steifigkeit der Vorderwand 36 bleibt damit praktisch unverändert erhalten, was für die Aufhängung des Hebels 30 und damit für gleichbleibende UebersetzungsVerhältnisse besonders wichtig ist. Zwei Langlöcher 82, 82* dienen zur Aufnahme der Schrauben 44. Dabei verfügt das Fenster 80 über zwei seitliche Ausläufer 84, welche das Langloch 82' unter Bildung eines Gelenks 86 fast vollständig umgreifen. Diese Gestaltung erlaubt eine Relatlwerschiebung der beiden übereinanderliegenden Befestigungspunkte (Schrauben 44) ohne Deformation der übrigen Rahmenteile, also ohne resultierende Verspannungen. Mit 88 bzw. 90 sind die Gewindelöcher für die Schrauben 40 (T-Träger 42) bzw. für die Befestigung der Hauptlager 62 bezeichnet. 809824/0592

Mancherlei konstruktive Varianten sind denkbar, so z.B. anstelle der Fenster 78, 80 eine Verringerung der Wandstärke der Seitenwände 34 wenigstens in der Nähe des Magnetsystems 10. Auch die hier als Kombination eines mehrfach abgebogenen Bleches 32 mit zwei T-Trägern 42 ausgestaltete Rahmenkonstruktion ist mancherlei Variationen fähig. So wird z.B. der Rechteckquerschnitt des Rahmens sehr oft zweckmässig sein, ist es aber nicht zwingend.

Hervorzuheben ist, dass es in Anwendung des Erfindungsgedankens durch zweckmässige Dimensionierung und Ortswahl der Gelenkstellen möglich ist, ein im Wägebetrieb zu erwartendes Temperaturgefälle zwischen verschiedenen Rahmenteilen zu berücksichtigen.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

IJ Oberschalige Präzisionswaage, umfassend

- einen.parallelgeführten Träger zur Aufnahme einer Waagschale ,

- eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompensation, mit einem Magnetsystem und einer in dessen Luftspalt tauchenden Kompensationsspule,

- einen die Last untersetzenden Hebel, an dessen einem Ende die Kompensationsspule angebracht ist,

dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (10) von einem an diesem befestigten, im wesentlichen senkrecht stehenden umlaufenden Leichtmetallrahmen (32, 42) umgeben ist, an dem sowohl die Parallelführung (46) als auch der Hebel

(30) angebracht sind, wobei der Rahmen durch Verringerung der Wandstärke und/oder Ausnehmungen erzeugte Gelenkstellen (74, 81, 86) aufweist.
2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (32, 42) rechtwinklig zueinander angeordnete Seitenwände (34, 36, 38) umfasst, wobei die Gelenkstellen (74) durch Verjüngung wenigstens zweier Kanten (75) gebildet werden.
3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einander gegenüberliegende Seitenwände (34) des Rahmens am Magnetsystem (10) angeschraubt sind, wobei diese Seitenwände mittels in ihnen angebrachter Durchbrechungen (78, 80) in Richtung der Verschraubung elastisch nachgiebig gestaltet sind. 8098 2 4/05 92

ORIGINAL INSPECTED

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4. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Seitenwände mittels je zweier Schrauben (44) am Magnetsystem (10) befestigt sind, wobei ein Gelenk (86) bildende Ausnehmungen (84) nahe je einer der Schrauben eine elastische Nachgiebigkeit der entsprechenden Befestigungspunkte in der jeweiligen Seitenwand (34) relativ zueinander bewirken.

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