DE29607731U1 - Comparator balance - Google Patents
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Description
37181 Hardegsen, Alte-üslarer-Straße 28e37181 Hardegsen, Alte-üslarer-Straße 28e
KomparatorwaageComparator scale
Die Erfindung bezieht sich auf eine Komparatorwaage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Unter Komparatorwaagen werden Vorrichtungen zur Massebestimmung verstanden, die nicht zur direkten Bestimmung der absoluten Masse eines Prüflings dienen, sondern bei denen das Ausgangssignal beim Wiegen des Prüflings mit dem Ausgangssignal beim Wiegen eines Normals verglichen wird, um die Unterschiede zwischen den Massen des Prüflings und des Normals zu ermitteln. Bei dieser Vorgehensweise ist die Auflösung bei der Bestimmung relativ großer Massen von beispielsweise 10, 20 oder 50 kg sehr groß verglichen mit der Auflösung, wie sie bei der absoluten Bestimmung der Masse des Prüflings bei gleichem technischen Aufwand erreichbar wäre. Die Erfindung bezieht sich ausschließlich auf derart definierte Komparatorwaagen.The invention relates to a comparator scale with the features of the preamble of claim 1. Comparator scales are understood to be devices for determining mass that are not used to directly determine the absolute mass of a test object, but in which the output signal when weighing the test object is compared with the output signal when weighing a standard in order to determine the differences between the masses of the test object and the standard. With this procedure, the resolution when determining relatively large masses of, for example, 10, 20 or 50 kg is very high compared to the resolution that could be achieved with the absolute determination of the mass of the test object with the same technical effort. The invention relates exclusively to comparator scales defined in this way.
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Eine Komparatorwaage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus "Eine 10-kg-Komparatorwaage mit rechnergesteuerter Wechselvorrichtung" PTB-Mitteilungen 98 4/88 bekannt. In einem Gehäuse ist eine oberschalige Wägezelle angeordnet, die über eine von außerhalb des Gehäuses belastbare Zentrierschale beaufschlagt wird. Eine Lastwechselvorrichtung ist vorgesehen, um wechselweise einen außerhalb des Gehäuses befindlichen Prüfling und ein Normal auf die Zentrierschale abzusenken. Dabei weist die Lastwechse!vorrichtung zwei in einem Drehteller ausgebildete Auflager für den Prüfling einerseits und das Normal andererseits auf. Der Drehteller ist um eine vertikale Drehachse verschwenkbar und in Richtung der Drehachse höhenverfahrbar. Der Drehteller wird so angesteuert, daß sich jeweils eines der beiden Auflager über der Zentrierschale befindet. Beide Auflager weisen Durchbrechungen auf, durch die beim Absenken des jeweiligen Auflagers auf die Zentrierschale Stützstreben, die von der Zentrierschale nach oben abstehen, nach oben austreten. Diese Stützstreben heben den Prüfling bzw. das Normal von dem Auflager ab und stehen dabei mit dem Auflager nicht in Berührung, so daß die gesamte Masse des Prüflings bzw. des Normals über die Stützstreben auf die Zentrierschale und damit auf die Wägezelle einwirkt. Die gesamte Komparatorwaage einschließlich der Lastwechselvorrichtung ist unterhalb einer Abdeckung angeordnet, um Beeinflussungen des Meßergebnisses durch Verschmutzung und dergleichen zu verhindern.A comparator scale with the features of the preamble of claim 1 is known from "A 10 kg comparator scale with a computer-controlled changing device" PTB-Mitteilungen 98 4/88. A top-pan weighing cell is arranged in a housing, which is loaded via a centering pan that can be loaded from outside the housing. A load changing device is provided in order to alternately lower a test object located outside the housing and a standard onto the centering pan. The load changing device has two supports formed in a turntable for the test object on the one hand and the standard on the other. The turntable can be pivoted about a vertical axis of rotation and can be moved in height in the direction of the axis of rotation. The turntable is controlled in such a way that one of the two supports is located above the centering pan. Both supports have openings through which support struts protrude upwards from the centering bowl when the respective support is lowered onto the centering bowl. These support struts lift the test object or standard from the support and are not in contact with the support, so that the entire mass of the test object or standard acts on the centering bowl and thus on the load cell via the support struts. The entire comparator scale, including the load change device, is arranged under a cover to prevent the measurement result from being influenced by contamination and the like.
Die bekannte Komparatorwaage ist dazu nutzbar, einen Prüfling bei automatischem Versuchsablauf wiederholt mit einem Normal zu vergleichen, um die Genauigkeit der Massebestimmung des Prüflings nach dem Komparatorprinzip durch die statistische Auswertung einer Vielzahl von Einzelwerten zu steigern.The well-known comparator balance can be used to repeatedly compare a test object with a standard during an automatic test sequence in order to increase the accuracy of the mass determination of the test object according to the comparator principle by statistically evaluating a large number of individual values.
Die Massedifferenzen zwischen dem Prüfling und dem Normal werden bei der bekannten Komparatorwaage nach dem Substitutionsprinzip mit Hilfe einer elektromagnetischen Kraftkompensation bestimmt. Die über die Zentrierschale auf die Wägezelle einwirkende Gewichtskraft wird in der Wägezelle zunächst durch ein Gegen-The mass differences between the test object and the standard are determined in the well-known comparator balance according to the substitution principle with the help of electromagnetic force compensation. The weight force acting on the load cell via the centering pan is first compensated in the load cell by a counter-
gewicht zum überwiegenden Teil kompensiert. Die Gegenkraft des Gegengewichts entspricht etwa der Gewichtskraft des Normals. Die verbleibende Gewichtskraft wird durch eine in den Luftspalt eines Permanentmagneten eintauchende Spule elektromagnetisch kompensiert. Der Spulenstrom wird dabei so eingeregelt, daß durch die elektromagnetischen Kräfte exakt die vollständige Kompensation der Gewichtskraft des Prüflings bzw. des Normals erfolgt. Differenzen in der Masse zwischen dem Prüfling und dem Normal werden auf diese Weise als proportionale Änderung des Spulenstroms gemessen.weight is largely compensated. The counterforce of the counterweight corresponds approximately to the weight of the standard. The remaining weight is electromagnetically compensated by a coil immersed in the air gap of a permanent magnet. The coil current is regulated in such a way that the electromagnetic forces completely compensate for the weight of the test object or the standard. Differences in the mass between the test object and the standard are measured in this way as a proportional change in the coil current.
Um mit der bekannten Komparatorwaage Prüflinge mit einem Normal vergleichen zu können, das eine andere Masse als 10 kg aufweist, kann ein 5 kg-Tariergewicht an der Unterseite der Zentrierschale befestigt werden.In order to be able to compare test items with a standard that has a mass other than 10 kg using the well-known comparator scale, a 5 kg tare weight can be attached to the underside of the centering pan.
Details einer Zentrierschale, wie sie bei einer Komparatorwaage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Anwendung kommen kann, können aus der DE-OS 44 05 132 entnommen werden. Eine Zentrierschale sorgt grundsätzlich dafür, daß Verkantungen in der darunter befindlichen Wägezelle durch außermittige Gewichtskrafteinwirkung auf die Zentrierschale vermieden wird.Details of a centering bowl, as can be used in a comparator scale according to the preamble of claim 1, can be found in DE-OS 44 05 132. A centering bowl basically ensures that tilting in the load cell located underneath is avoided due to off-center weight force acting on the centering bowl.
Die bekannte Komparatorwaage ist für den Vergleich einer Vielzahl von Prüflingen mit einem Normal nicht geeignet. Es fehlt sowohl an der Möglichkeit, eine einfache Beschickung der Lastwechselvorrichtung mit den Prüflingen vorzusehen, als auch an der notwendigen Geschwindigkeit der bekannten Komparatorwaage beim Vergleich nur eines bestimmten Prüflings mit dem Normal.The known comparator scale is not suitable for comparing a large number of test items with a standard. There is no possibility of simply loading the load change device with the test items, nor is the known comparator scale sufficiently fast to compare just one specific test item with the standard.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Komparatorwaage aufzuzeigen, die auch für die Integration in automatische Fertigungsstraßen geeignet ist, um dort eine Qualitätskontrolle über den Massevergleich nach dem Komparatorprinzip vorzunehmen. Durch einen derartigen Massevergleich können verschiedenste Fertigungsabläufe grundsätzlich sehr genau überwacht werden.The invention is therefore based on the task of demonstrating a comparator scale that is also suitable for integration into automatic production lines in order to carry out quality control via mass comparison according to the comparator principle. Through such a mass comparison, a wide variety of production processes can basically be monitored very precisely.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Komparatorwaage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die koaxiale Anordnung des Normals zu der Zentrierschale ist kein echter Platztausch zwischen dem Prüfling und dem Normal mehr erforderlich. Zwar beaufschlagt bei der neuen Komparatorwaage auch das Normal die Wägezelle über die Zentrierschale, doch befindet es sich unabhängig davon, ob es selbst oder der Prüfling auf die Zentrierschale abgesenkt ist, in einer Ebene unter dem Prüfling. Deshalb ist es problemlos möglich, daß der Prüfling noch von der Zentrierschale abgehoben wird und gleichzeitig das Normal schon auf die Zentrierschale abgesenkt wird. Dadurch wird ein wiederholter Massevergleich des Prüflings mit dem Normal extrem beschleunigt, da in horizontaler Richtung keine Bewegungen des Prüflings oder des Normals erfolgen. Bei einer Vielzahl von nacheinander mit dem Normal zu vergleichenden Prüflingen tauschen diese nicht mehr nacheinander ihren Platz mit dem Normal. Vielmehr werden sie nacheinander auf die Zentrierschale abgesetzt und während des Auswechselns der Prüflinge erfolgt hiervon unbehindert das Absenken des Normals auf die Zentrierschale. Für die Integration in automatische Fertigungsstraßen ist auch von Bedeutung, daß sich das Normal in dem Gehäuse befindet, weil es dort vor äußeren Einflüssen weitgehend geschützt ist. Trotzdem ist es mit geringem Aufwand möglich, das Normal in Anpassung an Prüflinge anderer Masse auszutauschen.The object is achieved according to the invention by a comparator scale with the features of claim 1. Due to the coaxial arrangement of the standard to the centering dish, a real exchange of space between the test object and the standard is no longer necessary. In the new comparator scale, the standard also applies pressure to the weighing cell via the centering dish, but it is located in a plane below the test object, regardless of whether it or the test object is lowered onto the centering dish. It is therefore possible without any problem for the test object to be lifted off the centering dish while the standard is being lowered onto the centering dish at the same time. This extremely speeds up a repeated mass comparison of the test object with the standard, since there is no horizontal movement of the test object or the standard. If a large number of test objects are to be compared with the standard one after the other, they no longer exchange places with the standard one after the other. Instead, they are placed one after the other on the centering bowl and when the test pieces are exchanged, the standard is lowered onto the centering bowl without hindrance. For integration into automatic production lines, it is also important that the standard is located in the housing, because it is largely protected from external influences there. Nevertheless, it is possible to exchange the standard with little effort to adapt it to test pieces of different masses.
Bei nicht nach dem Komparatorprinzip arbeitenden Waagen ist es bekannt, in dem die Wägezelle aufnehmenden Gehäuse ein Kalibriergewicht vorzusehen, das abgesenkt werden kann, so daß es die Wägezelle beaufschlagt. Diesbezüglich ist jedoch ein direkter Vergleich mit einer Komparatorwaage nicht möglich, insbesondere weil das Normal der neuen Komparatorwaagen mit einer Masse in der typischen Größenordnung von 5 bis 50 kg deutlich schwerer als das Kalibriergewicht der bekannten Waagen ist. Weiterhin ist der Unterschied zu berücksichtigen, daß bei der neuen Komparatorwaage das Normal über die Zentrierschale auf die Wägezelle einwirkt und damit exakt derselbe Kraftweg gegeben ist, wie bei einem Normal, das wechselweise mit dem Prüfling vonFor scales that do not work according to the comparator principle, it is known to provide a calibration weight in the housing that houses the load cell, which can be lowered so that it acts on the load cell. In this respect, however, a direct comparison with a comparator scale is not possible, especially because the standard of the new comparator scales, with a mass in the typical range of 5 to 50 kg, is significantly heavier than the calibration weight of the known scales. Furthermore, the difference must be taken into account that with the new comparator scale, the standard acts on the load cell via the centering dish, and thus the force path is exactly the same as with a standard that alternates with the test object from
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oben auf die Zentrierschale abgesenkt wird.5
is lowered onto the centering bowl.
Das Normal der neuen Komparatorwaage muß nicht rotationssymmetrisch zu der vertikalen Achse ausgebildet sein, bezüglich derer es koaxial zu der Zentrierschale angeordnet ist. Vielmehr ist eine annähernd achsensymmetrische Masseverteilung ausreichend, bei der der Schwerpunkt des Normals etwa auf die vertikale Achse fällt. Gewisse Abweichungen werden von der Zentrierschale aufgabengemäß kompensiert.The standard of the new comparator scale does not have to be rotationally symmetrical to the vertical axis, with respect to which it is arranged coaxially to the centering dish. Rather, an approximately axially symmetrical mass distribution is sufficient, in which the center of gravity of the standard falls approximately on the vertical axis. Certain deviations are compensated by the centering dish as required.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Normal zwei symmetrisch zu der vertikalen Achse angeordnete Teilmassen aufweist, die über zwei ebenfalls symmetrisch zu der vertikalen Achse angeordnete Querstreben miteinander verbunden sind. Dabei ist die Ausgestaltung des Normals an den oberhalb einer üblichen Wägezelle in einem rechteckigen Gehäuse verbleibenden Freiraum angepaßt. Um hier mit einer geringen Bauhöhe auszukommen, weist das Normal bei der neuen Komparatorwaage typischerweise recht große Abmessungen in der Horizontalen auf.A preferred embodiment is one in which the standard has two partial masses arranged symmetrically to the vertical axis, which are connected to one another via two cross struts also arranged symmetrically to the vertical axis. The design of the standard is adapted to the free space remaining above a conventional load cell in a rectangular housing. In order to manage with a low construction height, the standard in the new comparator scale typically has quite large dimensions in the horizontal direction.
Zur Abstützung des Normals kann an der Zentrierschale ein symmetrisch zu der vertikalen Achse ausgebildetes Auflager vorgesehen sein. Dieses Auflager kann Teil eines die Zentrierschale nach oben abschließenden, hutförmigen Profils sein, wobei das Auflager an der Oberseite der seitlichen Auskragungen des hutförmigen Profils ausgebildet ist.To support the standard, a support that is symmetrical to the vertical axis can be provided on the centering shell. This support can be part of a hat-shaped profile that closes off the centering shell at the top, with the support being formed on the top of the side projections of the hat-shaped profile.
Zum Absenken bzw. Anheben des Normals kann die Lastwechselvorrichtung mehrere vertikal geführte und symmetrisch zu der vertikalen Achse angeordnete Hubstangen aufweisen. Vorgesehen sind dann mindestens zwei, vorzugsweise jedoch vier Hubstangen, die das Normal in seinen Eckpunkten abstützen.To lower or raise the standard, the load changing device can have several vertically guided lifting rods arranged symmetrically to the vertical axis. At least two, but preferably four lifting rods are then provided, which support the standard at its corner points.
Die Hubstangen können sich ihrerseits auf Exzentern abstützen, die mit einem zentralen Antrieb verdrehbar sind. Dabei können die Hubstangen durch Federn auf die Exzenter beaufschlagt werden, damit die Unterseiten der Hubstangen den FührungsflächenThe lifting rods can in turn be supported on eccentrics that can be rotated with a central drive. The lifting rods can be loaded onto the eccentrics by springs so that the undersides of the lifting rods are aligned with the guide surfaces
der Exzenter exakt folgen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Hubstangen soweit abgesenkt werden, daß sie das Normal auf der Zentrierschale ablegen, dann darf kein Kontakt zwischen den Hubstangen und dem Normal mehr verbleiben.the eccentric must follow exactly. This is particularly important when the lifting rods are lowered so far that they place the standard on the centering shell, then there must no longer be any contact between the lifting rods and the standard.
In Anlehnung an die aus dem Stand der Technik bekannte und eingangs gewürdigte Komparatorwaage kann die Lastwechselvorrichtung ein höhenverfahrbares, Durchbrechungen aufweisendes Auflager für die Prüflinge umfassen, wobei beim Absenken des Auflagers Aufnahmestifte, die von der Zentrierschale nach oben abstehen, durch die Durchbrechungen nach oben austreten. Diese Aufnahmestifte übertragen dann unbehindert von dem Auflager die Gewichtskraft des jeweiligen Prüflings auf die Zentrierschale und die darunter befindliche Wägezelle.Based on the comparator scale known from the state of the art and acknowledged at the beginning, the load change device can comprise a height-adjustable support for the test objects with openings, whereby when the support is lowered, support pins that protrude upwards from the centering bowl emerge upwards through the openings. These support pins then transfer the weight of the respective test object to the centering bowl and the load cell located underneath, unhindered by the support.
Das Auflager der neuen Komparatorwaage kann Bestandteil einer automatischen Fördervorrichtung für eine Vielzahl von Prüflingen sein. Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß in der Ebene der Prüflinge keine Behinderung durch ein mit den Prüflingen auszutauschendes Normal gegeben ist.The support of the new comparator scale can be part of an automatic conveyor system for a large number of test objects. It is particularly advantageous that there is no obstruction in the plane of the test objects caused by a standard that is to be exchanged with the test objects.
Vorzugsweise weist das Auflager eine Mehrzahl von Förderrollen auf und ist Bestandteil einer Rollenförderbahn für die Prüflinge. Rollenförderbahnen sind insbesondere bei relativ schweren Prüflingen zur Förderung der Prüflinge bevorzugt. Es sind aber auch andere automatische Fördervorrichtungen, wie beispielsweise Förderbänder, denkbar. Selbst bei einem Transport der Prüflinge mit Förderbändern ist es jedoch bevorzugt, wenn das Auflager eine Mehrzahl von Förderrollen aufweist, zwischen denen die Aufnahmestifte von der Zentrierschale nach oben hindurchtreten können.The support preferably has a plurality of conveyor rollers and is part of a roller conveyor track for the test specimens. Roller conveyor tracks are particularly preferred for conveying relatively heavy test specimens. However, other automatic conveying devices, such as conveyor belts, are also conceivable. Even when the test specimens are transported using conveyor belts, it is preferred if the support has a plurality of conveyor rollers between which the receiving pins can pass upwards from the centering bowl.
Auch für das Auflager kann die Lastwechselvorrichtung mehrere vertikal geführte und symmetrisch zu der vertikalen Achse angeordnete Hubstangen aufweisen. Wenn sich diese Hubstangen ebenfalls auf Exzentern abstützen, sind diese Exzenter vorzugsweise mit demselben zentralen Antrieb verdrehbar wie dieThe load change device can also have several vertically guided lifting rods arranged symmetrically to the vertical axis for the support. If these lifting rods are also supported on eccentrics, these eccentrics can preferably be rotated with the same central drive as the
Hubstangen für das Normal. Auf diese Weise kann das Absenken des Normals und das Anheben des Prüflings bzw. umgekehrt auf einfachste Weise miteinander synchronisiert werden.Lifting rods for the standard. In this way, the lowering of the standard and the raising of the test object, or vice versa, can be synchronized in the simplest way.
Um die neue Komparatorwaage für Prüflinge unterschiedlicher Masse geeignet zu machen, kann das Normal in Teilnormale unterteilt sein, die vorugsweise unabhängig voneinander auf die Zentrierschale absenkbar sind. Damit ist es möglich, jede Masse eines Prüflings nach dem Komparatorprinzip zu bestimmen, die zumindest ungefähr mit der Masse eines Teilnormals oder der Gesamtmasse mehrerer Teilnormale übereinstimmt. Dieses Teilnormal bzw. diese Teilnormale üben dabei die Funktion des eigentlichen Normals aus, während die verbleibenden Teilnormale als Tariergewichte benutzt werden, d. h. , die Zentrierscheibe auch dann belasten, wenn der Prüfling hierauf abgesenkt ist.In order to make the new comparator scale suitable for test objects of different masses, the standard can be divided into partial standards, which can preferably be lowered onto the centering plate independently of one another. This makes it possible to determine any mass of a test object using the comparator principle that at least roughly corresponds to the mass of a partial standard or the total mass of several partial standards. This partial standard or these partial standards perform the function of the actual standard, while the remaining partial standards are used as tare weights, i.e. they load the centering disk even when the test object is lowered onto it.
Als Zahl der Teilnormale reicht 4 in der Regel aus, da übliche Komparatorwaagen einen Meßbereich von 10 % der gesamten Masse des Normals aufweisen. Bei Teilnormalen mit beispielsweise 10 %, 20 %, 30 % und 40 % der gesamten Masse des Normals kann jeder Prüfling mit einer Masse von bis zu etwa 105 % der Masse des Normals mit der neuen Komparatorwaage verwogen werden, da mit diesen Teilnormalen die Masse eines solchen Prüflings auf 10 % der Masse des Normals genau voreinstellbar ist.As a rule, 4 is sufficient as the number of partial standards, since standard comparator balances have a measuring range of 10% of the total mass of the standard. With partial standards with, for example, 10%, 20%, 30% and 40% of the total mass of the standard, any test object with a mass of up to about 105% of the mass of the standard can be weighed with the new comparator balance, since with these partial standards the mass of such a test object can be precisely preset to 10% of the mass of the standard.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben, dabei zeigtThe invention is explained and described in more detail below using a preferred embodiment, in which
Figur 1 einen Querschnitt durch die Komparatorwaage undFigure 1 shows a cross section through the comparator scale and
Figur 2 einen weiteren, senkrecht zu dem Querschnitt gemäß Figur 1 verlaufenden Querschnitt durch die Komparatorwaage .Figure 2 shows a further cross section through the comparator scale, perpendicular to the cross section according to Figure 1.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Komparatorwaage 1 ist unter einer Rollenförderbahn 2, mit der Prüflinge 3 bis 5The comparator scale 1 shown in Figures 1 and 2 is located under a roller conveyor 2, with which test items 3 to 5
verfahren werden, angeordnet und ruht einem schwingungsarmen Sockel 6. Die wesentlichen Bestandteile der Komparatorwaage 1 sind in einem Gehäuse 7 angeordnet, an dessen Unterseite Stellfüße 8 zur lotrechten Ausrichtung einer vertikalen Achse 9 der Komparatorwaage 1 vorgesehen sind. Konzentrisch zu der vertikalen Achse 9 sind eine Wägezelle 10, eine Zentrierschale 11 und ein Normal 12 angeordnet. Über die Zentrierschale 11 wirken mit der Komparatorwaage 1 zu vergleichende Gewichtskräfte auf die Wägezelle 10 ein. Da sich die Zentrierschale 11 über der Wägezelle 10 befindet, spricht man von einer oberschaligen Anordnung. Das Normal 12 weist zwei Teilmassen 26 auf, die durch zwei Querstreben 27 miteinander verbunden sind. Die Teilmassen 26 und die Querstreben 27 sind ringförmig um die und achsensymmetrisch zu der vertikalen Achse 9 angeordnet. In der Stellung gemäß Figur 1 wird das Normal 12 durch Hubstangen 13 abgestützt. Für die Hubstangen 13 sind Führungen 14 vorgesehen, die die Hubstangen 13 in vertikaler Richtung führen. Mit ihrer Unterseite liegen die Hubstangen 13 auf den Führungsflächen von Exzentern 15 auf. Dabei werden die Unterseiten der Hubstangen 13 durch Druckfedern 16 an die Führungsflächen der Exzenter 15 angedrückt, so daß sie ihnen exakt folgen. Durch Verdrehen der Exzenter 15 mit einem Antrieb 17 werden die Hubstangen 13 und damit auch das Normal 12 abgesenkt, bis dieses auf einem Auflager 18 an der Zentrierschale 11 zur Anlage kommt. Das Auflager 18 ist der seitlich auskragende Teil eines die Zentrierschale 11 nach oben abschließenden hutförmigen Profils. Die Stellung des Normals 12, in der dieses auf dem Auflager 18 aufliegt, ist in Figur 2 dargestellt.are moved, and rests on a low-vibration base 6. The essential components of the comparator scale 1 are arranged in a housing 7, on the underside of which adjustable feet 8 are provided for vertical alignment of a vertical axis 9 of the comparator scale 1. A load cell 10, a centering bowl 11 and a standard 12 are arranged concentrically to the vertical axis 9. Weight forces to be compared with the comparator scale 1 act on the load cell 10 via the centering bowl 11. Since the centering bowl 11 is located above the load cell 10, this is referred to as an upper-shell arrangement. The standard 12 has two partial masses 26 which are connected to one another by two cross struts 27. The partial masses 26 and the cross struts 27 are arranged in a ring around and axially symmetrical to the vertical axis 9. In the position according to Figure 1, the standard 12 is supported by lifting rods 13. Guides 14 are provided for the lifting rods 13, which guide the lifting rods 13 in a vertical direction. The undersides of the lifting rods 13 rest on the guide surfaces of eccentrics 15. The undersides of the lifting rods 13 are pressed against the guide surfaces of the eccentrics 15 by compression springs 16 so that they follow them exactly. By turning the eccentrics 15 with a drive 17, the lifting rods 13 and thus also the standard 12 are lowered until it comes to rest on a support 18 on the centering shell 11. The support 18 is the laterally projecting part of a hat-shaped profile that closes off the centering shell 11 at the top. The position of the standard 12, in which it rests on the support 18, is shown in Figure 2.
Wechselweise mit dem Normal 12 ist die Zentrierschale 11 mit einem der Prüflinge 3 bis 5 belastbar. Hierzu ist ein oberhalb der Zentrierschale 11 angeordnetes Auflager 19 vorgesehen, das Bestandteil der Rollenförderbahn 2 ist. Das Auflager 19 weist zur Abstützung des jeweiligen Prüflings 4 mehrere Förderrollen 20 auf. Das Auflager 19 ist ebenso wie das Normal 12 mit Hilfe von Hubstangen 21 (siehe Figur 2) höhenverfahrbar. Auch die Unterseiten der Hubstangen 21 stützen sich auf Exzentern 22 abAlternately with the standard 12, the centering shell 11 can be loaded with one of the test pieces 3 to 5. For this purpose, a support 19 is provided above the centering shell 11, which is part of the roller conveyor track 2. The support 19 has several conveyor rollers 20 to support the respective test piece 4. The support 19 can be moved in height just like the standard 12 with the help of lifting rods 21 (see Figure 2). The undersides of the lifting rods 21 are also supported on eccentrics 22.
und werden auf die Führungsflächen der Exzenter 22 mit Druckfedern 23 beaufschlagt. Zum Verdrehen der Exzenter 22 ist der gemeinsame Antrieb 17 vorgesehen. Aus den Figuren 1 und 2 gehen jeweils nur zwei Hubstangen 13 bzw. Hubstangen 21 hervor. Tatsächlich sind in der jeweiligen Betrachtungsrichtung hintereinander liegend auf beiden Seiten der Wägezelle jeweils zwei, also insgesamt vier Hubstangen 13 bzw. Hubstangen 21 vorgesehen. Beim Absenken des Auflagers 19 treten zwischen den Förderrollen 20 Aufnahmestifte 24 hindurch, die von der Zentrierschale 11 nach oben abstehen. Die Aufnahmestifte 24 stützen den jeweiligen Prüfling 4 ab und übertragen dessen Gewichtskraft auf die Zentrierschale 11 bzw. die darunter befindliche Wägezelle 10, was in Figur 1 dargestellt ist. Nach dem erneuten Anheben des Auflagers 19 kann durch Verfahren der Prüflinge 3 bis 5 mit der Rollenförderbahn 2 der nächste Prüfling über der Zentrierschale 11 auf dem Auflager 12 angeordnet werden. In der Zwischenzeit kann die nach dem Komparatorprinzip erforderliche Vergleichsmessung mit dem Normal 12 erfolgen. Die Synchronisation des Absenkens und Anhebens des Auflagers 19 einerseits und des Normals 12 andererseits erfolgt durch den gemeinsamen Antrieb 17, bei dem es sich um einen Schrittmotor mit nachgeschaltetem Getriebe handeln kann.and are applied to the guide surfaces of the eccentrics 22 with compression springs 23. The common drive 17 is provided for rotating the eccentrics 22. Figures 1 and 2 show only two lifting rods 13 or lifting rods 21. In fact, in the respective viewing direction, two lifting rods 13 or lifting rods 21 are provided one behind the other on both sides of the load cell, i.e. a total of four. When the support 19 is lowered, support pins 24 pass through between the conveyor rollers 20, which protrude upwards from the centering bowl 11. The support pins 24 support the respective test object 4 and transfer its weight force to the centering bowl 11 or the load cell 10 located underneath, which is shown in Figure 1. After the support 19 has been raised again, the next test object can be placed on the support 12 above the centering bowl 11 by moving the test objects 3 to 5 with the roller conveyor 2. In the meantime, the comparison measurement required according to the comparator principle can be carried out with the standard 12. The synchronization of the lowering and raising of the support 19 on the one hand and the standard 12 on the other hand is carried out by the common drive 17, which can be a stepper motor with a downstream gear.
Am Anfang und am Ende der Rollenförderbahn 2 kann jeweils ein Depot für eine Vielzahl von Prüflingen 3 bis 5 vorgesehen sein. Die Steuerung der Komparatorwaage 1 und der Rollenförderbahn 2 erfolgt automatisch, so daß der gesamte Inhalt der Depots automatisch mit dem Normal 12 masseverglichen werden kann. Dabei ist auch eine Steigerung der Meßgenauigkeit durch eine Vielzahl von Einzelmessungen unter statistischer Auswertung der Einzelmeßwerte möglich. Hierzu reicht es aus, mit dem zentralen Antrieb 17 wechselweise das Normal 12 und das Auflager 19 abzusenken, ohne zwischenzeitlich den Prüfling 4 auszutauschen.At the beginning and at the end of the roller conveyor 2, a depot can be provided for a large number of test objects 3 to 5. The control of the comparator scale 1 and the roller conveyor 2 is automatic, so that the entire contents of the depots can be automatically compared with the mass of the standard 12. In this case, it is also possible to increase the measurement accuracy by taking a large number of individual measurements with statistical evaluation of the individual measured values. To do this, it is sufficient to alternately lower the standard 12 and the support 19 using the central drive 17, without replacing the test object 4 in the meantime.
Zur Kalibrierung der Komparatorwaage 1 ist es möglich, zunächst das Normal 12 mit einem hier nicht dargestellten externen Normal zu vergleichen und aus diesem möglichst mehrfach durchgeführtenTo calibrate the comparator balance 1, it is possible to first compare the standard 12 with an external standard not shown here and from this, if possible, to perform multiple measurements.
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Vergleich auf die exakte Masse des Normals 12 zu schließen.comparison to determine the exact mass of standard 12.
Das Normal 12 kann auch in mehrere Teilnormale aufgeteilt sein, die unabhängig voneinander auf die Zentrierschale 11 absenkbar sind. Wenn die Prüflinge (3 bis 5) eine deutlich geringere Masse als das Normal aufweisen, können dann einige Teilnormale als Tariergewichte verwendet werden, die die Wägezelle auch zusammen mit dem jeweiligen Prüfling belasten, während die verbleibenden Teilnormale das eigentliche Normal für die Massebestimmung nach dem Komparatorprinzip bilden.The standard 12 can also be divided into several partial standards that can be lowered onto the centering dish 11 independently of one another. If the test objects (3 to 5) have a significantly lower mass than the standard, then some partial standards can be used as tare weights, which also load the load cell together with the respective test object, while the remaining partial standards form the actual standard for determining the mass according to the comparator principle.
Trotz einer Aufteilung des Normals 12 in mehrere Teilnormale kann die Bauhöhe des Gehäuses 7 bei der neuen komparatorwaage niedrig gehalten werden, da sich die Teilnormale ebenso wie das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Normal 12 vorzugsweise horizontal über der Wägezelle 10 erstrecken.Despite the division of the standard 12 into several partial standards, the height of the housing 7 in the new comparator scale can be kept low, since the partial standards, like the standard 12 shown in Figures 1 and 2, preferably extend horizontally above the load cell 10.
Claims (12)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE102015104693A1 (en) | 2015-03-27 | 2016-09-29 | Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co. Kg | Balance with load changer and method of operation |
-
1996
- 1996-04-29 DE DE29607731U patent/DE29607731U1/en not_active Expired - Lifetime
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