DE3330988C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Analysenwaage mit einem die Waagschale bei ihrer Vertikalbewegung horizontal parallelführenden Gelenkviereck dessen eine vertikale Seite gehäusefest gehalten ist, dessen andere vertikale Seite in Form eines Koppelstückes einen die Waagschale aufnehmenden Ausleger trägt und dessen beide horizontalen Seiten durch einen Ober- und Unterlenker mit den vertikalen Seiten ge­ lenkig verbunden sind, wobei das Gelenkviereck unter der Rückstellkraft eines Lastwandlers steht.

Derartige Ana­ lysenwaagen sind nach dem Stand der Technik bekannt, z. B. durch die

• CH-PS 3 97 262
• GB-PS 11 12 179
• DE-OS 31 44 103
• DE-GM 82 03 807.4
• DE-GM 82 03 094.4

Zur Justierung der Waage sind ein oder mehrere Justier­ gewichte unmittelbar unter der Waagschale angeordnet. Diese Justiergewichte können durch eine Hubmechanik für den Justiervorgang belastend mit dem Waagschalenträger gekop­ pelt werden und werden für den normalen Wägebetrieb ent­ lastend ausgekoppelt. Gleichermaßen ist es bekannt, soge­ nannte Substitutionsgewichte unmittelbar unterhalb der Waagschale am Waagschalenträger anzuordnen, um den Wägebe­ reich substituierend zu erweitern indem bei zunehmender Last entsprechend einzelne Substitutionsgewichte vom Waag­ schalenträger abgekoppelt werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Messen von Kräften (DE-OS 25 42 783) bestehen die Lastschale und der mit der Parallelführung verbundene bewegliche Tel des Gelenkvier­ eckes aus einem L-förmigen, einstückigen starren Verbin­ dungsteil, welches über ein Zugseil mit einem innerhalb des Gelenkviereckes angeordneten Biegebalken mit Dehnungsmeß­ streifen verbunden ist. Die Vorrichtung ist insbesondere als Teil einer Bettenwaage für Patienten konzipiert.

Die Anordnung eines Auslegers oder Kragarmes zur Aufnahme der Waagschale bringt gewisse bauliche, gestaltungstech­ nische und bedienungstechnische Vorteile gegenüber der Anordnung der Lastschale direkt in der Achse des Lastauf­ nehmers bzw. Koppelstückes im Gelenkviereck. Bei der Wahl eines solchen Konstruktionsprinzips besteht allerdings die Gefahr, daß aufgrund des Kragarmes schädliche Drehmomente über die Verformung des Koppelstückes in die empfindlichen Biegefedern eingeleitet werden und das Verhalten der Waage gegenüber außermittig aufgesetzten Lasten auf der Last­ schale ungünstiger wird, d. h. das sogenannte Ecklast­ verhalten wird schlechter.

Bei einer bekannten Analysenwaage (DE-OS 32 03 979) der eingangs genannten Gattung ist der Ausleger oberhalb der unteren Lenkerebene am Koppelstück gelagert, wobei die Lagerstelle aus zwei am Koppelstück in Richtung des eigent­ lichen Auslegers beidseitig vorkragenden kurzen Kragarmen besteht, an denen sich der eigentliche Ausleger beidseitig abstützt. Der Ausleger besteht dabei aus zwei den Quer­ schnitt des Koppelstückes umfassenden Stegen, die sich mit Hilfe von zwei Querstücken auf den kurzen Kragarmen ab­ stützen. Zum Auffangen seitlicher, auf die Waagschale wirkender Stöße ist der Ausleger am Koppelstück begrenzt horizontal verschwenkbar gelagert. Diese Lagerstellen bieten zusätzliche Gefahrenmomente und erhöhen die Empfind­ lichkeit der Konstruktion gegen auf die Waagschale wirkenden Ecklasten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einer Analysenwaage der eingangs genannten Bauart eine bessere Krafteinleitung von der Waagschale in die Parallelführung zu erreichen insbesondere zu vermeiden, daß schädliche Drehmomente in die Gelenkstellen der Parallelführung ein­ gehen und damit die Ecklastempfindlichkeit der Waage erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der die Waagschale aufnehmende Ausleger L-förmig ausge­ bildet ist und der horizontale L-Schenkel (Schalenarm) an seinem freien Ende die starre damit verbundene Waag­ schale trägt und der vertikale L-Schenkel (Lagerarm) am Steg einer U-förmigen Armlagerung gelagert ist, welche mit ihren beiden horizontalen U-Schenkeln das vertikal bewegliche Ende des Gelenkvierecks in den Lenkerebenen oben und unten übergreift und an diesem in zwei vertikal übereinanderliegenden Lagerstellen befestigt ist; oben verschraubt und unten um eine vertikale Achse im Rahmen der elastischen Verwindbarkeit der Armlagerung drehbar beweglich.

Der Vorteil einer solchen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Krafteinleitung auf der Waagschale in der Lenker­ ebene erfolgt, so daß auf das Koppelstück keine Momente und Kräfte eingeleitet werden und eine störende Durch­ biegung des Koppelstückes nicht eintritt. Diese An­ ordnung ermöglicht außerdem eine gute Justiermöglichkeit der Waagschale in horizontaler und vertikaler Richtung. Ein weiterer Vorteil ist die Unempfindlichkeit der Waag­ schale gegen seitliche Stöße infolge der elastischen Ver­ windbarkeit der Armlagerung.

Die Vorteile dieser Konstruktion werden auch beibehalten, wenn die Justiergewichte unmittelbar unter der Waagschale angeordnet sind und zeitweise den Ausleger belasten. Das Koppelstück ist außerdem frei für die zusätzliche Auf­ nahme von Substitutionsgewichten, welche vorteilhafter­ weise direkt in der vertikalen Achse des Lastaufnehmers bzw. Koppelstückes angeordnet sind.

Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungs­ möglichkeiten zuläßt ist in einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Seitenaufriß bzw. einen Vertikalschnitt durch die Analysenwaage mit angedeutetem Gehäuse,

Fig. 2 in größerer Darstellung einen Vertikalschnitt durch den L-förmigen Ausleger mit Koppelstück,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den L-förmigen Ausleger,

Fig. 4 einen Detailschnitt durch das Knie des L-förmigen Auslegers und dessen Eingriff in eine Überlast­ sicherung,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Hubmechanik für die Justiergewichte und

Fig. 6 eine Frontansicht der Hubmechanik.

Gemäß Fig. 1 arbeitet die Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Lastkompensation, wie sie durch den eingangs genannten Stand der Technik bereits bekannt ist. Die mechanischen Glieder bestehen dabei aus einem Gelenk­ viereck, bestehend aus einem im Grundriß dreieckförmigen, trapezförmigen oder rechteckförmigen Oberlenker 5 mit Ge­ lenkstellen 5′, der an Lagerböcken 7 an Gehäusefestpunk­ ten 2′ aufgehängt ist und über weitere Gelenke 5′ mit dem vertikal ausgerichteten Koppelstück 9 verbunden ist. Das Koppelstück 9 ist außerdem mit einem Unterlenker 6 mit Gelenkstellen 6′ an entsprechenden Lagerböcken 8 gelagert, so daß insgesamt ein Gelenkviereck 5, 5′, 6, 6′, 7, 8, 9 ge­ bildet ist, welches durch Anschläge begrenzt vertikal im Bereich des Koppelstückes 9 beweglich ist und in einem Aus­ leger 16 die Waagschale 17 mit Tragzapfen 17′ trägt. Der Wäge­ raum 1 ist von einem Gehäuse 2 umschlossen. Die frontseitige Digitalanzeige 3 ist über eine elektrische Schaltung und Re­ gelung 4 mit einem Lagensensor 15 und einem Magnetsystem 13, 14 elektrisch verbunden. Am Koppelstück 9 ist außerdem ge­ lenkig über ein Verbindungsgelenk 10 ein Übersetzungs­ hebel 11 gelagert, der seinerseits über eine Aufhängung 12 gelenkig an Festpunkten 2′ des Gehäuses angelenkt ist und an seinem hinteren Ende die Spule 14 trägt, die in das Magnetfeld eines Permanentmagneten 13 eintaucht. Bei auf­ gelegter Last auf die Waagschale 17 bzw. bei aufgelegten Justiergewichten 21 erzeugt die stromdurchflossene Spule 14 im Feld des Permanentmagnetsystems 13 eine lastpropor­ tionale Gegenkraft, welche über den Lagensensor 15 und die Auswerte- und Regelelektronik 4 digitalisiert und zur Anzeige in der Anzeigeeinheit 3 gebracht wird. Insofern wird auf den Stand der Technik nach der DE-OS 31 44 103 verwiesen.

Erfindungsgemäß ist gemäß Fig. 2 und 3 der Ausleger 16 in der Seitenansicht L-förmig ausgebildet und der horizontale L-Schenkel (Schalenarm) 16′′ trägt an seinem freien Ende die starr damit verbundene Waagschale 17 und der vertikale L-Schenkel (Lagerarm) 16′ ist am Steg 18′′′ einer U-för­ migen Armlagerung 18 gelagert, welche mit ihren beiden horizontalen U-Schenkeln 18′, 18′′ das vertikal beweg­ liche Ende 9 des Gelenkviereckes 5, 6, 7, 8, 9 in den Lenker­ ebenen, vorzugsweise in den Ebenen der Federgelenke 5′, 6′ oben und unten übergreift und an diesem in zwei vertikal übereinanderliegenden Lagerstellen 118′, 118′′ befestigt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Lagerarm 16′ seitliche Lagerbleche auf, welche die abgewinkelten Lager­ bleche 118 der Armlagerung 18 umgreifen und durch eine Schwenkachse 20 miteinander verbunden sind. Zwischen der Schwenkachse 20 und dem Steg 18′′′ der U-förmigen Armlage­ rung 18 ist eine Blattfeder 19 angeordnet, deren freie Enden 70 sich an der Armlagerung abstützen. Die Beuge der Blattfeder stützt sich an der horizontalen Schwenkachse 20 ab.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, greift das Knie des Aus­ legers 16 mit einer Nase durch eine Durchbrechung der Armlagerung 18 hindurch und stützt sich auf dem unteren freien Ende der Blattfeder 19 federnd ab. Der L-förmige Ausleger 16, die Armlagerung 18 und die zwischen beiden eingeschaltete Blattfeder 19 sind Bestandteil einer Über­ lastsicherung gegen vertikal wirkende Überlasten auf der Waagschale 17. Im Lastbereich bewirkt die Blattfeder ein quasi starre und im Überlastbereich begrenzt nachgiebiges Widerlager für den Schalenarm 16′′. Bei Überlast schwenkt der Ausleger 16 gering um seine Schwenkachse 20, wobei das freie Ende der Feder 19 unter dem Druck der Nase am Schalenarm nach rechts ausweicht und somit die emp­ findliche Lenkermechanik vor Überlaststößen schützt. Zu­ sätzlich stößt die Waagschale 17 gegen den gehäusefesten An­ schlag 31 und entlastet damit den Ausleger 16. Der untere U-Schenkel 18′′ der U-förmigen Armlagerung 18 ist am Koppelstück 9 durch eine Loch-Zapfen-Lagerstelle 118′ und der obere U-Schenkel 18′ als Justierlagerstelle 118′′ für die Höhen-, Seiten- und Paralleljustierung der Waag­ schale 17 ausgebildet. Die Krafteinleitung erfolgt quasi in den Ebenen der blattförmigen Federgelenke 5′, 6′ der beiden Lenker 5, 6 und in der vertikalen Systemachse des Koppelstückes, so daß auf dieses keine schädlichen Kräfte, insbesondere Drehmomente einwirken und zu einer störenden Durchbiegung führen können. Außerdem wird auf diese Weise eine einfache Justiermöglichkeit der Waagschale 17 er­ reicht, um den seitlichen und vertikalen Abstand zu den Gehäusedurchbrechungen erreichen zu können.

Am Koppelstück 9 sind Ausnehmungen 30 zur Aufnahme von walzenförmigen Substitutionsgewichten vorgesehen, so daß bei Verwendung zusätzlicher Justiergewichte unter der Waag­ schale 17 trotzdem noch eine kompakte Bauweise des Wäge­ systems gewährleistet ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, lagert das Justierge­ wicht 21 z. B. mit einem Gewichtswert von 30 g und das Justiergewicht 21′ z. B. mit einem Gewichtswert von 120 g in Walzenform unmittelbar unter der Waagschale 17 und ist an gehäusefesten Anschlägen 2′ durch die in Fig. 5 und 6 dargestellten Hubmechanik arretiert, so daß für den Trans­ port bzw. für das Auswägen von Wägegut der Schalenarm - wie dargestellt - unbelastet ist. Durch die in Fig. 5 und 6 dargestellte Hubmechanik lassen sich das eine oder andere Gewicht wahlweise bzw. gemeinsam in die Ausnehmungen 29, 29′ des Schalenarmes absenken, so daß eine Justierung der Waage für den anschließenden Wägebetrieb erfolgen kann. Die Hub­ mechanik besteht aus einem elektrischen Schalter 22, wel­ cher an der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist und einen Elektromotor 23 mit Schaltkontakten 24 einschaltet. Der Motor trägt auf seiner Nockenwelle 25 einen Hub­ nocken 26, der je nach Stellung die Hubgabeln 28 und 28′ für beide Justiergewichte 21 und 21′ betätigt und damit die Justiergewichte 21, 21′ nacheinander auf den Schalen­ arm 16′′ absenkt bzw. von diesem abhebt und gegen die ge­ häusefesten Anschläge 2′ gemäß Fig. 2 preßt. Eine Feder 27 sorgt dafür, daß die Hugabeln 28, 28′ im ständigen Eingriff mit dem Schaltnocken 26 stehen.

Zur leichteren Montage, Demontage und Justierung der Hub­ mechanik 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 und der Justiergewichte 21, 21′ ist der L-förmige Ausleger 16 um seine horizontale Quer­ achse 20 um etwas mehr als 90° nach oben verschwenkbar, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, so daß die darunter befind­ liche Mechanik frei zugänglich ist.

Claims (8)

1. Oberschalige Analysenwaage mit einem die Waagschale (17) bei ihrer Vertikalbewegung horizontal parallelführenden Gelenkviereck (5, 6, 7, 8, 9) dessen eine vertikale Seite (7, 8) gehäusefest gehalten ist, dessen andere vertikale Seite in Form eines Koppelstückes (9) einen die Waagschale (17) aufnehmenden Ausleger (16) trägt und dessen beide horizon­ talen Seiten (5, 6) durch einen Ober- und Unterlenker (5, 5′; 6, 6′) mit den vertikalen Seiten (7, 8, 9) gelenkig verbunden sind, wobei das Gelenkviereck (5, 6, 7, 8, 9)unter der Rück­ stellkraft eines Lastwandlers (13, 14) steht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der die Waagschale (17) aufnehmende Ausleger (16) L-förmig ausgebildet ist und der horizon­ tale L-Schenkel (Schalenarm) (16′′) an seinem freien Ende die starr damit verbundene Waagschale (17) trägt und der vertikale L-Schenkel (Lagerarm) (16′) am Steg (18′′′) einer U-förmigen Armlagerung (18) gelagert ist, welche mit ihren beiden horizontalen U-Schenkeln (18′, 18′′) das vertikal bewegliche Ende (9) des Gelenkviereckes (5, 6, 7, 8, 9) in den Lenkerebenen oben und unten übergreift und an diesem in zwei vertikal übereinanderliegenden Lager­ stellen (118′) starr befestigt ist.

2. Analysenwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der L-förmige Ausleger (16) mit seinem vertikalen Schenkel (Lagerarm) (16′) an seinem freien Ende mittels einer Seitenflansche (118) der U-förmigen Armlagerung (18) durchsetzenden horizontalen Querachse (20) an der Arm­ lagerung (18) gelagert und der L-förmige Ausleger (16) zu Montage- und Justierzwecken von unter der Lastschale (17) und dem Lastarm (16′′) befindlichen Justiergewichten (21, 21′) und deren Bewegungsmechanik (25, 26, 27, 28) um seine horizontale Quer- und Lagerachse (20) um etwas mehr als 90° nach oben in Richtung des oberen Lagerpunktes der Arm­ lagerung (18) verschwenkbar ist.

3. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der L-förmige Ausleger (16), die Armlage­ rung (18) und eine zwischen beiden eingeschaltete Blatt­ feder (19) Bestandteil einer Überlastsicherung gegen ver­ tikal wirkende Überlasten sind.

4. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Blattfeder (19) parallel zur Armlage­ rung (18) und Lagerarm (16′) verläuft und convex gewölbt ist, wobei sich die Wölbungsbeuge an der Schwenkachse (20) des Auslegers (16) und die freien Enden auf der Armlage­ rung (18) abstützen und das untere, dem Knie des Aus­ legers (16) zugewandte Ende der Blattfeder (19) im Last­ bereich ein quasi starres und im Überlastbereich ein be­ grenzt nachgiebiges Widerlager für den Schalenarm (16′′) bildet.

5. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Koppelstück (9) Lagerstellen (30) für walzenförmige Substitutionsgewichte aufweist.

6. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der untere Lagerpunkt (18′′) der U-förmigen Armlagerung (18) am Koppelstück (9) durch eine Lang-Loch- Zapfen-Lagerstelle und der obere Lagerpunkt (18′′) als Justierlagerstelle für die Höhen-, Seiten- und Parallel- Justierung der Waagschale (17) ausgebildet ist.

7. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das freie Ende des Schalenarmes (16′) zwei schalenförmige Ausnehmungen (29, 29′) für zwei walzen­ förmige Justiergewichte (21, 21′) aufweist, die über eine Bewegungsmechanik (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) auf den Schalen­ arm (16′) belastend absenkbar und gegen ein gehäusefestes Widerlager (2′′) entlastend anhebbar sind.

8. Analysenwaage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegungsmechanik (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) für die Justiergewichte (21, 21′) durch einen motorischen Nockentrieb (23, 24, 25, 26) mit die Justiergewichte (21, 21′) untergreifenden Hubgabeln (27, 28) gebildet ist.