DE3422042A1

DE3422042A1 - Oberschalige elektronische hebelwaage

Info

Publication number: DE3422042A1
Application number: DE19843422042
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Phys. 3400 Göttingen Eger; Erich Ing.(grad.) 3406 Bovenden Knothe; Walter Dipl.-Ing. 3400 Göttingen Södler
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3422042C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine oberschalige Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mit zwei Lenkern, die als Parallelführung einen Lastaufnehmer mit einem gehäusefesten Systemträger verbinden, mit einem Übersetzungshebel und mit einem Koppelelement zwischen Lastaufnehmer'und Übersetzungshebel, wobei die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastaufnehmer über das Koppelelement auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels übertragen wird und am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels die Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation befestigt ist.
Waagen dieser Art sind allgemein bekannt. Beispielsweise sind sie bereits im Oberbegriff des DE-GM 81 32 593 und des DE-GM 81 35 182 als bekannt vorausgesetzt.
Nachteilig an den bekannten Ausführungsformen ist, daß durch die Vielzahl der Einzelelemente, aus denen das Wägesystem zusammengebaut ist, die Herstellkosten verhältnismäßig hoch sind. Dies wird noch dadurch verstärkt, daß durch die unvermeidlichen Montagetoleranzen entweder eine geringere Toleranz für die Maße der Einzelteile oder ein vergrößerter Einstellbereich -beispielsweise bei der'Ecklastjustierung - vorgesehen sein muß.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Ausführungsform der oben angegebenen oberschaligen Waage zu schaffen, die es ermöglicht, mit wenigen Teilen auszu- kommen und eine gute Maßhaltigkeit des Systems zu gewährl ei sten.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Systemträger, die beiden Lenker der Parallelführung und der Lastaufnehmer einstückig ausgebildet sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht des Wägesystems und Fig. 2 eine Aufsicht auf das Wägesystem.
Das Wägesystem in den Fig. 1 und 2 besteht aus einem Hauptteil 1, das einstückig sowohl den gehäusefesten Systemträger 1b und 1d, als auch die beiden Lenker 1c, als auch den Lastaufnehmer la umfaßt. Dieses Te i kann z.B. als Gußteil hergestellt oder durch Fräsen aus einem Block herausgearbeitet sein; beide Verfahren erlauben eine sehr rationelle und reproduzierbare Herstellung, das Fräsen besonders bei Benutzung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine. Die Unterteilung in die verschiedenen Funktionsbereicne erfolgt im wesentlichen durch einen senkrechten Schub ,! der die Lenkerbereiche 1c und den Lastaufnehmerereich 1< vom mittleren, genäusefesten Bereich id trennt sie @@rch je eine Ausnehmung 8 auf jeder der wenden @@@@@@flächen, die jeweils aen Deren und unteren Lenkerbereich 1c voneinander trennt. An den Enden der Lenker 1c sind jeweils Dünnstellen le vorgesehen, die die eigentlichen Gelenkpunkte bilden. Diese Dünnstellen le sind jedoch so dick gehalten, daß weder beim Fräsen noch bei der gießtechnischen Herstellung Schwierigkeiten auftreten. Die nötige Beweglichkeit wird dabei durch die größere Länge der Dünnstellen erreicht.
Der Lastaufnehmerbereich la weist ein konisches Sackloch 1g auf, in das der Zapfen der nicht dargestellten Waagschale eingesetzt wird. Die Übertragung der Gewichtskraft des Wägegutes erfolgt dann vom Lastaufnehmerbereich la über ein Koppelelement 6, das an einem Vorsprung 1f am Lastaufnehmerbereich la befestigt ist. Das Koppelelement kann z.B. die Form eines runden Koppelstabes mit zwei Dünnstellen haben, wie sie in dem bereits erwähnten DE-GM 81 35 182 beschrieben ist. Das Koppelelement 6 überträgt die Gewichtskraft auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels 2. Der Übersetzungshebel 2 ist durch zwei Biegefedern 5 am gehäusefesten Bereich 1d des Teiles 1 befestigt. Am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels 2 ist die Spule 4 befestigt, die in den Luftspalt eines zylindrischen Permanentmagnetsystems 3 hineinragt und die in bekannter Weise bei Stromfluß die Kompensationskraft erzeugt. Das Permanentmagnetsystem 3 ist dabei in einer entsprechenden Aussparung des Teiles 1d befestigt.
Weiter ist das Teil 1 so ausgebildet, daß sich Befestigungspunkte für den Lagensensor des Übersetzungshebels 2 ergeben. In Fig. 2 ist ein optischer Lagen- sensor 9a und 9b angedeutet, der aus einer Leuchtdiode 9a und einer Differentialphotozelle 9b besteht.
Ein waagerechter Schlitz im Ubersetzungshebel 2 läßt dabei mehr oder weniger Licht der Leuchtdiode 9a auf die Differentialphotozelle 9b fallen und erzeugt so das lagenabhängige Ausgangssignal. Die weiteren Teile des Regelkreises für die elektromagnetische Kraftkompensation sind für die Erfindung unwesentlich und allgemein bekannt, so daß sie hier nicht beschrieben werden müssen.
Die bei höheren Auflösungen notwendige Justierung der Parallelität der beiden Lenkerbereiche 1c erfolgt vorteilhafterweise durch einseitiges Ansenken im Bereich le mit verringertem Querschnitt. Wird dabei z.B.
von oben her angesenkt, so verschiebt sich die effektive Drehachse an dieser Stelle nach unten. Je nach Vorzeichen der bei der Herstellung des Teiles 1 entstandenen Abweichung von der Parallelität muß also am Dünnstellenbereich zwischen dem Lenkerbereich 1c und dem Lastaufnehmerbereich la oder am Dünnstellenbereich zwischen dem Lenkerbereich 1c und dem Systemträgerbereich 1b angesenkt werden. Diese Justierung der Parallelität der Lenker erlaubt zwar nur eine geringe Korrektur, durch die leicht erzielbare hohe Maßgenauigkeit bei der Fertigung des einstückigen Teils 1 reicht dies jedoch voll aus.
Selbstverständlich stellen die Figuren nur die wesentlichen Merkmale der einstückigen Parallelführung dar.
Die Details müssen je nach gewähltem Herstellverfahren ausgeführt werden; z.B. wird man bei einer Herstellung durch Gießen die ungleichen Materialverteilungen durch Verrippungen auflösen, ohne die Stabilität wesentlich zu verringern.
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Claims

Oberschalige elektronische Hebelwaage Ansprüche: Oberschalige Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mit zwei Lenkern, die als Parallelführung einen Lastaufnehmer mit einem gehäusefesten Systemträger verbinden, mit einem Übersetzungshebel und mit einem Koppelelement zwischen Lastaufnehmer und Übersetzungshebel, wobei die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastaufnehmer über das Koppelelement auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels übertragen wird und am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels die Spule der.elektromagnetischen Kraftkompensation befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemträger (ob), die beiden Lenker (lc) der Parallelführung und der Lastaufnehmer (la) einstückig ausgebildet sind.
2. Oberschalige Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Systemträger (ob), die beiden Lenker (lc) der Parallelführung und der Lastaufnehmer (la) als einstückiges Gußteil ausgebildet sind.
3. Oberschalige Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerbereiche (lc) in der Aufsicht gesehen etwa ein Trapez bilden, wobei die breitere Basis mit dem Systemträgerbereich (lb) und die schmalere Basis mit dem Lastaufnehmerbereich (la) verbunden ist.
4. Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerbereiche (lc) an den Ubergangsstellen zum Systemträgerbereich (lb) bzw. zum Lastaufnehmerbereich (la) einen Bereich (le) mit verringertem Querschnitt aufweisen.
5. Oberschalige Waage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecklastjustierung durch einseitiges Ansenken im Bereich (le) mit verringertem Querschnitt erfolgt.
6. Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Systemträgerbereich (1b/1d Befestigungsmöglichkeiten für den Magneten (3), den Lagensensor (9a und 9b) und die Hebellagerfedern (5) vorgesehen sind.
7. Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichne-t, daß im Bereich der breiteren Basis des trapezförmigen Systemträgers (lb) in dem zur schmaleren Seite auskragenden gehäusefesten Bereich (led) ein topfförmiges Aufnahmelager für ein rundes Magnetsystem (3) eingelassen ist.