DE2819603C2 - Vorrichtung zur gefederten Einleitung einer Meßkraft in einen Biegestab einer Waage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt (HBM-Prcspekt DD 21 111 vom Februar 1975; US-PS 35 12 595), bei Wägevorrichtungen eine als Druckkraft auftretende Meßkraft über ein druckelastisches Glied in Gestalt eines Gummi-Metall-Verbunds in das freie Ende eines Biegestabes einzuleiten. Derartige druckelastische Glieder zeigen bei Belastung auch eine gewisse seitliche Flexibilität, so daß horizontal gerichtete Querkraftkomponenten auftreten können, welche die Genauigkeit der Waage in eich- und meßtechnischer Hinsicht beeinträchtigen. Auch lassen derartige druckelastische Glieder keine punktförmige Krafteinleitung in einer vorgegebenen Richtung zu, was bei eichfähigen Waagen hoher Genauigkeit unbedingt erforderlich ist Weiterhin haben disse Gummi-Metall-Verbundteile noch den zusätzlichen Nachteil, daß sie zu wenig riub zulassen und deshalb in der Praxis insbesondere dann nicht funktionieren, wenn dem druckelastischen Glied noch ein Überlastanschlag zugeordnet werden solL

Als äußere Federelemente bei der Krafteinleitung in Biegestäbe hat man bisher auch schon auf Zug belastbare Schraubenfedern verwendet. Eine solche Federung hat aber eine zusätzliche Einbauhöhe der Waage zur Folge, die insbesondere dann unerwünscht ist wenn der Biegestab von der Endschneide eines Wägehebelwerks belastet wird und das gesamte Meßsystem unterhalb einer möglichst flach liegenden Wägebrücke angeordnet werden muß. Man könnte daran denken, statt einer auf Zug belasteten Schraubenfeder eine druckbelastete Schraubenfeder in die Krafteinleitung des Biegestabs einzuschalten, weil sich die Druckfeder bei Belastung — im Gegensatz zur Zugfeder — verkürzt und hierdurch keine zusätzliche Einbauhöhe erforderlich wäre. Eine auf Druck belastete Schraubenfeder ist jedoch nicht seitenstabil, d. h. ihre Elastizität wirkt sich (ebenso wie bei einem Gummi-Metall-Verbund) nicht nur in Krafteinleitungsrichtung aus, wodurch aufgrund störender Querkräfte das Mtßergebnis verfälscht werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß einerseits eine meßtechnisch einwandfreie Krafteinleitung in den Biegestab gewährleistet und andererseits nur eine geringe Einbauhöhe erforderlich ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Biegestab mit gefederter Krafteinleitung in Gestalt zweier in gegenseitigem Abstand gehaltener Blattfedern;

F i g. 2 eine Ansicht der Anordnung aus F i g. 1 in Richtung des Pfeiles A in F i g. 1;

F i g. 3 eine abgewandelte Anordnung mit Tellerfedern und

Fig.4 und 5 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform.

In F i g. 1 und 2 ist ein Biegekraftaufnehmer 1 in Gestalt eines Biegestabes 2 dargestellt, der einseitig mittels Schrauben 3 freitragend an einem ortsfesten Gestell 4 befestigt ist.

Zwischen dem freien Ende 5 und dem ortsfest gehaltenen Ende des Biegestabs 2 befindet sich ein von einem Faltenbalg 6 abgedeckter Bereich, auf welchem in an sich bekannter Weise Dehnungsmeßstreifen angeordnet sind, die in ebenfalls bekannter Weise zu einer elektrischen Meßbrücke zusammengeschaltet sind. Wird das freie Ende 5 des Biegestabes 2 belastet und der Biegestab verbogen, erfahren die Dehnungsmeßstreifen aufgrund ihrer Dehnung eine Widerstandsänderung, die ein Maß für die eingeleitete Kraft ist und üblicherweise anzeig- und/oder registrierbar ist

Am freien Ende 5 des Biegestabes 2 ist eine Bohrung 7 vorgesehen, in deren Mittelachse die zu messende Kraft P möglichst vertikal eingeleitet werden muß. Hierzu ist in die Bohrung 7 ein Bolzen 8 mit einem Bund 9 eingesetzt, wobei der Bund 9 auf der Oberseite des Biegestabs aufruht. Der Bund 9 weist eine kegelige Ausspa-

rung 11 mit nicht ausgearbeiteter, das heißt abgeflachter oder abgerundeter Spitze im Bodenbereich auf und leitet die Kraft P gleichmäßig um die Bohrung 7 herum in den Biegekxaftaufnehmer 1 derart ein, daß die resultierende Kraft mit der Achse der Bohrung 7 zusammenfällt

In der kegeligen Aussparung 11 stützt sich ein Lastbolzen 12 ab, der an seinem unteren Ende einen Kegel mit abgerundeter Spitze aufweist, an seinem oberer Ende in einen breiten Bund 13 übergeht und schließlich mit einem Zapfen kleineren Durchmessers als der Bund in ein entsprechendes Loch in der Mitte einer Blattfeder

14 eingreift Die Blattfeder 14 ist über Distanzstücke 15 und Schrauben (oder Nieten) 16 mit einer zweiten, über der ersten angeordneten Blattfeder 17 verbunden. Auf der oberen Blattfeder 17 sitzt zentral eine V-förmige Wägepfänne 18, die mittels eines Zapfens 20 in ein genau über den Lastbolzen 12 liegendes Loch der Blattfeder 17 eingesetzt ist In diese Wägepfanne 18 überträgt in bekannter Weise die Endschneide 19 eines Wägehebels 21, der Bestandteil eines an sich bekannten und deshalb nicht gezeichneten Wägehebelwerkes ist, die zu ermittelnde Meßkraft P.

Die vom Wägehebel 21 getragene Endschneide 19 und die am freien Ende 5 des Biegestabs 2 angeordnete, von dem spitzen Lastbolzen 12 und der kegeligen Aussparung 11 gebildete Punktverbindung bestimmen die stabile Lage der Krafteinleitung, ohne daß außer der Meßkraft noch schädliche Zusatzkräfte auftreten.

Im Bereich des die Schneide 19 tragenden Endes des Wägehebels 21 kann ein ortsfester und einstellbarer Anschlag 22 angeordnet werden, der die zu messende Kraft dann aufnimmt, wenn diese das zulässige Maß übersteigt und das von den Blattfedern 14,17 gebildete Federsystem entsprechend weit durchgefedert ist.

Bei der in F i g. 3 schematisch dargestellten, abgewandelten Ausführungsform sind anstelle der beiden Blattfedern 14 und 17 und der sie trennenden Distanzstücke

15 gemäß F i g. 1 zwei (oder mehr) Tellerfedern 24 vorgesehen, die an ihren Rändern aneinander anliegen. Im übrigen entspricht die Anordnung und Wirkungsweise der Ausführungsform gemäß Fig.3 derjenigen in Fig.l.

Bei den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen könnte das aus den Blattfedern 14,17 bzw. den Tellerfedern 24, 27 bestehende Federsystem auch durch eine Ringfeder ersetzt sein, die beispielsweise in vertikaler Richtung diametral belastet wird und ebenso wie in Fig. 1 bis 4 zwischen einem Lastbolzen 12 und einer Schneide 19 bzw. einem mit Kugelfläche versehenen Teil 28 angeordnet ist. Eine solche Ringfeder läßt sich in bekannter Weise aus einem ringförmig geschlossenen, diametral belastbaren Stück aus elastischem Werkstoff herstellen.

Bei einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform ss der Erfindung kann der in die kegelige Aussparung 11 eingreifende, spitze Lastbolzen 12 auch durch ein in Richtung der Kraft P verlaufendes, elastisches Drahtgelenk ersetzt sein. Hierbei ist ein nach allen Seiten hin elastisches Drahtstück einerseits mit dem freien Ende 5 des Biegestabs 2 und andererseits mit der unteren Blattoder Tellerfeder 14 bzw. 24 fest verbunden.

Eine besonders flach zu bauende Abwandlung der im voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist gemäß F i g. 4 und 5 dadurch erreichbar, daß einer der Blattfeder 14 entsprechenden Blattfeder 114 eine längere Blattfeder 117 zugeordnet wird, wobei im Gegensatz zu F i g. 1 und 2 in F i g. 4 die Blattfeder 114 oben und die Blattfeder 117 unten angeordnet ist Die aus den Blattfedern 114,117 und zwei Distanzstükken 115 bestehende Anordnung umschließt rahmenartig das freie Ende 5 des Biegestabes 2 und ist auf diesem mittels der kegeligen Aussparung 11 und des Lastbolzens 12 hängend abgestützt Ein Wägehebel 121 ist entsprechend der Draufsicht von F i g. 5 an seinem Ende gabelförmig ausgebildet und greift mit zwei Schneiden 119 in Pfannen 118 ein, die auf den ireien, über die Distanzstücke 115 überstehenden Enden der Blattfeder 117 befestigt sind.

Die Verbindung der Distanzstücke 115 mit den Blattfedern 114 und 117 erfolgt, wie in Fi g. 1 und 2, mittels Schrauben 116 und Muttern. In jede Pfanne 118 wird in diesem Fall die halbe Meßkraft P/2 eingeleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur gefederten Einleitung einer Meßkraft in einen Biegestab einer Waage, bei der die Meßkraft als Druckkraft aus wenigstens einer Endschneide eines Wägehebels in ein mit dem Biegestab verbundenes, druckelastisches Glied eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das druckelastische Glied als eine im wesentlichen nur in der Wirkungslinie der Meßkraft (P) elastische Druckfeder mit zwei in gegenseitigem Abstand gehaltenen Federteilen (14,17; 24,27) ausgebildet und die Meßkraft (P) aus dieser Druckfeder in derselben Wirkungslinie über eine Punktverbindung in den Biegestab (2) eingeleitet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daä die Druckfeder aus zwei durch Distanzstücke (15) in gegenseitigem Abstand gehaltenen Blattfedern (14,17) besteht

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Druckfeder wenigstens zwei Tellerfedern (24, 27) umfaßt

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Druckfeder aus einem diametral belastbaren Ring aus elastischem Werkstoff besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, /dadurch gekennzeichnet daß die Wirkungslinie der Meßkraft (P) in der Mitte der Druckfeder verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Punktverbindung einen mit seiner Spitze in einer kegeligen Aussparung (11) aufruhenden Lastbolzen (12) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Punktverbindung einen in der Wirkungslinie der Meßkraft (P) angeordneten, elastischen Draht umfaßt, der einerseits mit dem freien Ende (5) des Biegestabes (2) und andererseits mit der Druckfeder fest verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus zwei Blattfedern (114, 117) und zwei Distanzstücken (115) gebildete Anordnung mittels der Punktverbindung (11, 12) an der oben gelegenen Blattfeder (114) hängend mit dem Biegestab (2) verbunden und die Meßkraft (P) in die unten gelegene Blattfeder (117) eingeleitet ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfeder (14, 17; 24, 27) ein mit dem Wägehebel (21) zusammenwirkender, ortsfester und einstellbarer Überlastanschlag (22) zugeordnet ist