DE29612167U1

DE29612167U1 - Präzisions-Wägezelle

Info

Publication number: DE29612167U1
Application number: DE29612167U
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2006-07-13
Also published as: DE19535202C1

Description

Sartorius AG SW 9514

Weender Landstraße 94-108 Kö/kl

D-37075 Göttingen

Präzisions-Wägezelle

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wägezelle mit einem gehäusefesten Bereich, mit einem Lastaufnahmebereich, auf den sich eine Waagschale abstützt, mit einem oberen Lenker und einem unteren Lenker, die als Parallelführung den Lastaufnahmebereich mit dem gehäusefesten Bereich verbinden, und mit mindestens zwei Bohrungen im gehäusefesten Bereich zur Befestigung der Wägezelle an einem Gehäuse und mit Einschnitten im gehäusefesten Bereich zur Entkopplung des Anschraubbereiches um die Befestigungsbohrungen herum vom restlichen gehäusefesten Bereich.

Wägezeüen dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der JP Y2 2-5375 und in dem deutschen Gebrauchsmuster 92 03 796 beschrieben.

Sollen mit diesen Wägezellen hohe Auflösungen und geringe Temperaturkoeffizienten erreicht werden, so ist besonderes Augenmerk auf die Befestigung der Wägezelle am Gehäuse der Waage zu richten. Die Verspannungen in der Nähe der Befestigungsschrauben dürfen sich nicht bis zu den empfindlichen Teilen der Wägezelle fortpflanzen. Aus der JP Y2 2-5375 ist es bekannt, zu diesem Zweck zwischen der eigentlichen Wägezelle und dem Anschraubbereich

einen von oben kommenden und einen von unten kommenden Einschnitt vorzusehen, so daß der Anschraubbereich mit der eigentlichen Wägezelle nur durch einen schmalen, waagerechten Steg verbunden ist. Dieser waagerechte Steg ist jedoch auch gegenüber den Kräften und Momenten, die durch das Wägegut in die Wägezelle eingeleitet werden, relativ weich, so daß die ganze Wägezelle unter Last merklich kippt. In dem deutschen Gebrauchsmuster 92 03 796 ist weiterhin vorgeschlagen, um die eigentlichen Befestigungspunkte herum ringförmige Nuten vorzusehen, die die Befestigungspunkte vom restlichen Befestigungsbereich entkoppeln. Die Fertigung einer ringförmigen Nut ist jedoch relativ aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Geometrie für eine Wägezelle anzugeben, die eine gute Entkopplung von den Verspannungen der Befestigung ergibt und trotzdem zu einer stabilen Verbindung zwischen der Wägezelle und dem Anschraubbereich führ und die außerdem preiswert herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies in einer ersten Ausgestaltung dadurch erreicht, daß der gehäusefeste Bereich einen von oben und einen von unten kommenden Einschnitt aufweist und der von unten kommende Einschnitt durch einen abknickenden, waagerechten Teil verlängert ist, daß die beiden Bohrungen zur Befestigung der Wägezelle vertikal verlaufen und daß die eine Bohrung in dem abknickenden, waagerechten Teil des von unten kommenden Einschnittes endet.

Es werden außer den Befestigungsbohrungen also weiterhin nur Einschnitte von oben bzw. von unten benötigt; diese können in einem Arbeitsgang zusammen mit dem Hohlraum zwischen oberen und unteren Lenker hergestellt werden. Durch den abknickenden, waagerechten Teil des unteren Einschnittes wird die Entkopplung für die Befestigungsbohrung, die in diesem Teil des Einschnittes endet, so optimiert, daß der verbleibende Steg zwischen dem von oben kommenden Einschnitt und dem von unten kommenden Einschnitt deutlich stabiler gegenüber dem Stand der Technik gemacht werden kann, ohne daß die Leistungsdaten der Wägezelle verschlechtert werden.

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In einer zweiten Ausgestaltung wird das Ziel der Erfindung dadurch erreicht, daß die Einschnitte von den beiden Seiten her kommen, so daß ein verbleibender vertikaler Steg den Anschraubbereich um die Befestigungsbohrungen herum mit dem restlichen gehäusefesten Bereich verbindet, daß die beiden Befestigungsbohrungen horizontal in Richtung der Längsachse der Wägezelle nebeneinander verlaufen und in je einem der seitlichen Einschnitte enden, und daß zwischen den beiden Bohrungen ein dritter, vertikaler, parallel zu den Bohrungen verlaufender Einschnitt vorhanden ist.

Der waagerechte Verbindungssteg aus der JP 2-5375 wird hier also durch einen vertikalen Steg ersetzt, der gegenüber den Belastungen durch das Wägegut sehr viel stabiler ist. Zusätzlich wird durch einen dritten Einschnitt die Entkopplung der beiden Anschraubpunkte untereinander erreicht, so daß sich dort keine Zwangskräfte aufbauen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Wägezelle in einer ersten Ausgestaltung in Seitenansicht,
Fig. 2 die Wägezelle aus Fig. 1 in der Unteransicht,
Fig. 3 die Wägezelle aus Fig. 1 und 2 in einer Variante in Seitenansicht,
Fig. 4 eine Wägezelle in einer zweiten Ausgestaltung in Seitenansicht und

Fig. 5 die Wägezelle aus Fig. 4 in Aufsicht.

Die Wägezelle ist in einer ersten Ausgestaltung in Fig. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2 in Unteransicht gezeigt. Die Wägezelle 1 umfaßt einen gehäusefesten Bereich 2, einen Lastaufnahmebereich 3, einen oberen Lenker 4 und einen unteren Lenker 5. Die Lenker 4 und 5 und die beiden Bereiche 2 und 3 sind aus einem einzigen Metallblock durch eine mittige Ausnehmung 6 herausgearbeitet. Auf den Dünnstellen der Lenker sind Dehnungsmeßstreifen 7 appliziert, die in bekannter Weise die lastabhängige Dehnung bzw. Stauchung des Wägezellen-Materials in ein proportionales elektrisches Signal umwandeln. Die Wägezelle ist durch

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Schrauben 8 am (nur angedeuteten) Gehäuse 9 befestigt; am Lastaufnahmebereich 3 ist durch Schrauben 11 eine (ebenfalls nur angedeutete) Waagschale 10 befestigt. - Die bisher beschriebenen Teile der Wägezelle sind allgemein bekannt und daher nur ganz kurz erläutert.

Die erfindungsgemäße Wägezelle weist nun im gehäusefesten Bereich 2 einen von oben kommenden vertikalen Einschnitt 12 und einen von unten kommenden vertikalen Einschnitt 13 auf, wobei der Einschnitt 13 durch einen nach links abknickenden, waagerechten Teil 14 soweit verlängert ist, daß die Bohrung 16 zur Befestigung der Wägezelle in diesem waagerechten Teil 14 des Einschnittes endet. Die Bohrung 16 ist im allgemeinen eine Gewindebohrung. Durch den waagerechten Teil 14 des Einschnittes 13 wird daher sowohl das Schneiden und Säubern dieses Gewindes erleichert als auch die optimierte Entkopplung zwischen dem Anschraubbereich in der Umgebung der (Gewinde-)Bohrung 16 einerseits und der restlichen Wägezelle andererseits erreicht.

Zusätzlich kann die (Gewinde-)Bohrung 17 zur Befestigung der Wägezelle in einer waagerechten Durchgangsbohrung (Bohrung) 15 enden. Dies erleichert wieder die Fertigung und ergibt eine Entkopplung in gleicher Weise wie der waagerechte Teil 14 des Einschnittes 13. Zwischen den beiden Bohrungen 16 und 17 kann weiterhin ein von unten kommender Einschnitt 18 vorhanden sein, der z. B. Spannungen wegen eines verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Wägezelle 1 und des Materials des Waagengehäuses 9 mindert.

Der Einschnitt 12 und der Einschnitt 13 mit dem waagerechten Teil 14 sowie die Bohrung 15 durchsetzen die Wägezelle in voller Breite, genauso wie die Ausnehmung 6; sie können daher in einem Arbeitsgang und durch das gleiche Verfahren hergestellt werden. Dafür kommt z. B. Fräsen oder Drahterodieren in Frage. Nur die beiden (Gewinde-)Bohrungen 16 und 17 müssen in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden.

Die im vorstehenden beschriebene Befestigung der Wägezelle 1 am Waagengehäuse 9 kann in gleicher Weise für die Verbindung zwischen der Wägezelle 1 und der Waagschale 10 übernommen werden. Bei der Verbindung zwischen der

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Wägezelle und der Waagschale ist nur oben und unten sowie rechts und links gegenüber der Verbindung zwischen der Wägezelle und dem Waagengehäuse vertauscht. Dies ist in den Figuren 1 und 2 eingezeichnet und braucht nicht näher erläutert zu werden.

In Fig. 3 ist in Seitenansicht eine Variante der Wägezelle aus Fig. 1 und 2 dargestellt. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und nicht nochmal erläutert. Die Variante aus Fig. 3 unterscheidet sich nur durch die Bohrung 19, die statt der Bohrung 15 vorhanden ist und in gleicher Weise für die Entkopplung der (Gewinde-)Bohrung 17 vom restlichen Teil der Wägezelle sorgt.

Eine zweite Ausgestaltung der Wägezelle ist in Fig. 4 in Seitenansicht und in Fig 5 in Aufsicht dargestellt. Die mit den Bezugszahlen 2 bis 11 bezeichneten Teile der Wägezelle entsprechen den Teilen aus Fig. 1 und 2. Die Befestigung der Wägezelle 20 erfolgt jedoch an einer senkrechten Fläche des Waagengehäuses 9, die vier Schrauben 8 verlaufen dementsprechend waagerecht. Zur Entkopplung der Anschraubbereiche 27 und 28 um die (Gewinde-)Bohrungen 24 und 25 herum vom restlichen Teil der Wägezelle sind zwei vertikale Einschnitte 21 und 22 vorgesehen, zwischen denen ein vertikaler Steg 26 verbleibt. Dieser Steg 26 verbindet die Anschraubbereiche 27und 28 mit der restlichen Wägezelle. Die (Gewinde-)Bohrungen 24 und 25 enden in den Einschnitten 21 und 22, wodurch wieder die fertigungsmäßigen Nachteile eines Gewindesackloches vermieden werden. Weiter ist ein vertikaler Einschnitt 23 zwischen den Gewindebohrungen 24 und 25 vorhanden, der diese voneinander entkoppelt.

Die Verbindung zwischen der Waagschale 10 und dem Lastaufnahmebereich 3 erfolgt in gleicher Weise wie die Verbindung zwischen dem Gehäuse 9 und dem gehäusefesten Bereich 2.

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Claims

Ansprüche:

1. Wägezelle mit einem gehäusefesten Bereich (2), mit einem Lastaufnahmebereich (3), auf den sich eine Waagschale (10) abstützt, mit einem oberen Lenker (4) und einem unteren Lenker (5), die als Parallelführung den Lastaufnahmebereich (3) mit dem gehäusefesten Bereich (2) verbinden, mit mindestens zwei Bohrungen (16,17,24,25) im gehäusefesten Bereich (2) zur Befestigung der Wägezelle an einem Gehäuse (9) und mit Einschnitten (12,13,21,22) im gehäusefesten Bereich (2) zur Entkopplung des Anschraubbereiches um die Befestigungsbohrungen (16,17,24,25) herum vom restlichen gehäusefesten Bereich (2), dadurch gekennzeichnet, daß der gehäusefeste Bereich (2) einen von oben und einen von unten kommenden Einschnitt (12,13) aufweist und der von unten kommende Einschnitt (13) durch einen abknickenden, waagerechten Teil (14) verlängert ist, daß die beiden Bohrungen (16,17) zur Befestigung der Wägezelle vertikal verlaufen und daß die eine Bohrung (16) in dem abknickenden waagerechten Teil (14) des von unten kommenden Einschnittes (13) endet.

2. Wägezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bohrung (17) zur Befestigung der Wägezelle in einer waagerechten Bohrung (15,19) endet.

3. Wägezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Bohrung (15) in Richtung der Einschnitte (12,13) verläuft und durch die ganze Breite der Wägezelle verläuft.

4. Wägezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Bohrung (19) vom hinteren Ende der Wägezelle parallel zur Längsachse der Wägezelle verläuft.

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5. Wägezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Bohrungen (16,17) zur Befestigung der Wägezelle ein weiterer, von unten kommender Einschnitt (18) parallel zu den beiden anderen Einschnitten (12,13) vorgesehen ist.

6. Wägezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Lastaufnahmebereich (3) und der Waagschale (10) in gleicher Weise ausgeführt ist wie die Verbindung zwischen dem gehäusefesten Bereich (2) und dem Gehäuse (9), daß jedoch bei der Verbindung zwischen dem Lastaufnahmebereich und der Waagschale oben und unten sowie die Seiten vertauscht sind gegenüber der Verbindung zwischen dem gehäusefesten Bereich und dem Gehäuse.

7. Wägezelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (21,22) von den beiden Seiten her kommen, so daß ein, verbleibender vertikaler Steg (26) den Anschraubbereich um die Befestigungsbohrungen (24,25) herum mit dem restlichen gehäusefesten Bereich (2) verbindet, daß die beiden Befestigungsbohrungen (24,25) horizontal in Richtung der Längsachse der Wägezelle nebeneinander verlaufen und in je einem der seitlichen Einschnitte (21,22) enden, und daß zwischen den beiden Bohrungen (24,25) ein dritter, vertikaler, parallel zu den Bohrungen (24,25) verlaufender Einschnitt (23) vorhanden ist.

8. Wägezelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Lastaufnahmebereich (3) und der Waagschale (10) in gleicher Weise ausgeführt ist wie die Verbindung zwischen dem gehäusefesten Bereich (2) und dem Gehäuse (9).

9. Wägezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (16,17,24,25) zur Befestigung der Wägezelle Gewindebohrungen sind.

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