DE3437740A1

DE3437740A1 - Elektrische waage

Info

Publication number: DE3437740A1
Application number: DE3437740A
Authority: DE
Inventors: Peter Gossau Kunz
Original assignee: Mettler Instrumente AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Switzerland
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1984-10-15
Publication date: 1985-07-04
Anticipated expiration: 2004-10-16
Also published as: DE3437740C2; CH661353A5; DE8430284U1; JPS60181621U; JPH0522832Y2; US4545448A

Description

Patentante _a O/077/η

letnwaber δ Zimmermann * ^A' ■ 3 A 3 / / 4

Rosental 7/1/. Aufg
θ-8000 München 2

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Elektrische Waage

Die Erfindung betrifft eine elektrische Waage, mit einem Lastaufnehmer und mit einem Permanentmagnetsystem und einer in dessen Magnetfeld angeordneten, stromdurchflossenen Spule zur Lastkompensation, wobei das Permanentmagnetsystem einen im wesentlichen rechteckigen Kasten zur Aufnahme wenigstens eines Dauermagneten sowie der Spule umfasst.

Eine solche Waage ist bekannt geworden aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 13 260. In jener Waage besteht der rechteckige Kasten des Permanentmagnetsystems aus zwei gleichartigen, L-förmigen Teilen und ist teilweise offen. Die dort vorhandenen Oeffnurigen ergeben gewisse Vorteile bezüglich des Temperaturausgleichs im Betrieb der Waage. Nachteilig an der offenen Bauweise ist der relativ grosse

magnetische Streufluss, der regelmässig eine zusätzliche magnetische Abschirmung ausserhalb des Permanentmagnetsystems erforderlich macht, wenn man störende Wechselwirkungen zwischen dem Magnetfeld und der Umgebung vermeiden will (z.B. beim Wägen ferromagnetischer Objekte; siehe auch die US-Patentschrift 4,090,575).

Die vorliegende Erfindung entstand aus der Aufgabenstellung, das Permanentmagnetsystem so zu verbessern, dass die einfache Montage verbunden ist mit einem weitgehenden Verschwinden von magnetischen Streufeldern, so dass regelmässig auf ein zusätzliches Abschirmblech verzichtet werden kann. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kasten von zwei U-förmigen, versetzt ineinander greifenden ferromagnetischen Blechteilen gebildet wird. Dabei kann die Anordnung so gewählt sein, dass z.B. ähnlich dem aus der US-Patentschrift 4,311,202 bekannten Permanentmagnetsystem die vier Ecken grosszügig ausgespart sind, um eine möglichst unbehinderte Ventilation zu gewährleisten. In Fällen, in denen die Wärmeentwicklung eine sekundäre Rolle spielt (beispielsweise bei Verwendung starker Magnete und schwacher Spulenströme), fällt der Temperaturausgleich aber weit weniger stark ins Gewicht. Für solche Falle sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, dass eines der Blechteile wenigstens eine Oeffnung für die Spulenhalterung ausweist und dass der Kasten im übrigen allseits nahezu geschlossen ist.

Je nach dem konkreten Anwendungsfall kann nur einer oder können beide der Blechteile mit jeweils einem oder mehreren Dauermagneten versehen sein. Für den ersten Fall sieht eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung vor, dass das zur Aufnahme des (der) Dauermagneten bestimmte Blechteil kleinere Schenkellängen aufweist als das andere Blechteil. Damit ist gewährleistet, dass beim Zusammenfügen des Permanentmagnetsystems ein einfaches Aufschieben des Blechteiles ohne

Dauermagneten auf dasjenige mit Dauermagneten möglich ist, ohne dass die Schenkel des letzteren stören könnten. Dabei genügt ein Unterschied zwischen den Schenkellängen von weniger als einem Millimeter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der nicht massstäblichen Zeichnungen erläutert.

In den Zeichnungen ist

Figur 1 ein Längsschnitt durch die Waage (entlang der Linie 1 - 1 in Figur 2),

Figur 2 eine Draufsicht auf die Waage (ohne Deckel), Figur 3 eine Innenansicht des Permanentmagnetsystems, Figur 4 eine Seitenansicht zu Figur 3, Figur 5 eine weitere Innenansicht des Permanentmagnetsystems, und

Figur 6 eine Seitenansicht zu Figur 5.

Als Beispiel wurde eine oberschalige Waage mit parallelgeführtem Lastaufnehmer gewählt. Dabei wurde auf eine detaillierte Darstellung des elektrischen Teils verzichtet (Strom-Versorgung, Regelung, Auswertung etc.), da diese Bestandteile konventionell und für das Verständnis der Erfindung unerheblich sind. Die Kästchen 11, 13 und 15 in Figur 1 weisen lediglich schematisch auf wesentliche Elemente hin (Positionsgeberschaltung 11, !Compensations- und Auswerteschaltung 13 sowie Digitalanzeige 15). Die Waage wurde ferner ohne Deckel und Waagschale dargestellt.

Ein Waagengehäuse 10 aus Druckguss umfasst in üblicher Weise einen Boden 12, Seitenwände 14 und eine Rückwand 16. Ferner ist eine von oben gesehen etwa U-förmige Rippe 18 an den Boden 12 angegossen; die Rückwand 16 verfügt, symmetrisch zur Mittellinie, über ein Paar Lagerböcke 20 mit je einer oberen und unteren Auflagefläche 22.

-A-

An den Auflageflächen 22 sind Biegelager 24 befestigt (Schrauben 26), welche andererseits mit dem gehäuseseitigen Ende je eines unteren bzw. oberen T-Lenkers 28 aus Leichtmetall verschraubt sind. Die beiden Lenker 28 bilden eine Parallelführung des Lastaufnehmers. Dieser besteht aus einem Koppelglied 30 und einer Waagschale (nicht gezeigt), welche zentrisch auf einen am Koppelglied 30 befestigten Kegelzapfen 32 aufsetzbar ist. Die T-Lenker 28 sind mit ihrem Steg über je ein weiteres Biegelager 24 (Schrauben 26) am oberen (33) bzw. unteren (34) Quersteg des rahmenförmig ausgebildeten Koppelgliedes 30 befestigt.

Vom Koppelglied 30 wird die Last auf einen zweiarmigen Hebel 36 übertragen. Zwei Stehlager 38 verbinden ihn mit der Rippe 18 des Gehäusebodens (Schrauben 40) und definieren seine Schwenkachse. Zwischen einem Ansatz 42 des Hebels 36 und einem Quersteg 44 des Koppelgliedes 30 stellt ein Biegelager 46 (Schrauben 48) die Verbindung her. Der Hebel 36 hat die Form eines T, an dessen Stegende sich eine nach unten abgewinkelte Gabel 52 anschliesst. Stirnseitig an der Gabel 52 angeschraubt (Schrauben 50) ist eine runde Spule 54 montiert: Sie umfasst zwei Mantelscheiben aus Kupferblech, zwischen denen der Spulendraht aufgewickelt ist. Die innere Mantelscheibe verfügt über zwei radiale Verlängerungen zur Befestigung an der Gabel 52.

Von der Wurzel der Gabel 52 nach unten erstreckt sich eine Fahne 60, welche, zusammen mit einem ortsfesten fotoelektrischen Geber (Sender 62, Empfänger 64) einen Positionsdetektor bildet, dessen Signale in bekannter Weise die Grosse des Stroms durch die Kompensationsspule 54 steuern.

Das über zwei Schrauben (Löcher 56, 56') an einer Rippe 66 des Gehäusebodens 12 befestigte Permanentmagnetsystem umfasst zwei zusammen einen rechteckigen Kasten bildende U-förmige Blechteile 70, 72 aus Weicheisen. Das U-Blech 70

-JO-

weist an seiner Oberseite zwei Aussparungen 58 auf, durch welche die Gabel 52 mit Spiel ins Innere des Permanentmagnetsystems geführt ist (siehe auch Figur 3). Symmetrisch zur normalen bzw. neutralen Position der Spule 54 sind am inneren ü-Blech 70 untereinander zwei Dauermagnete 74 eingeklebt, wobei die Magnetisierungsrichtungen des oberen und des unteren Dauermagneten einander entgegengesetzt sind, so dass die resultierende Kraftrichtung des oberen und des unteren Teils der Spule 54 im Magnetfeld gleich ist.

Bei der Montage wird zweckmassigerweise so vorgegangen, dass zuerst das Blechteil 70 (mit den beiden Dauermagneten 74) an die Rippe 66 geschraubt wird. Sodann wird der Hebel 36 mit der Spule 54 eingesetzt. Danach wird das äussere Blechteil 72 von oben eingeschoben, wobei dessen Schenkel 76 auf dem Steg 78 des inneren Blechteils 70 gleiten. Zwischen dessen Schenkeln 80 und dem Steg 82 des äusseren Blechteils 72 bleibt dabei ein Spalt von ca. 0,5 mm. Schliesslich werden die beiden Blechteile 70, 72 miteinander verschraubt (Löcher 68, 68' sowie Aussparungen 83, siehe auch die Figuren 3 bis 6) , wobei Löcher 84 in der Gehäuserückwand 16 den Zugang bilden (letztere können dann mit Plastic-Pfropfen verschlossen werden).

0O Waagengehäuse

11 Positionsgeberschaltung

12 Boden

13 Kompensations- und Auswertschaltung 14 Seitenwände

15 Digitalanzeige

16 Rückwand 18 Rippe

20 Lagerböcke

22 Auflagefläche

24 Biegelager

■jQ 26 Schrauben

28 T-Lenker

30 Koppelglied

32 Kegelzapfen

33 oberer Quersteg )

34 unterer Quersteg) 36 Hebel

38 Stehlager

!5 40 Schrauben

42 Ansatz

44 Quersteg

46 Biegelager

48 Schrauben

50 Schrauben

52 Gabel

54 Spule

56, 56' Löcher

58 Aussparung

60 Fahne

62 Sender

6 4 Empfänger 66 Rippe

68, 68'"Löcher

70 Blechteile

72 Blechteile

7 4 Dauermagneten 76 Schenkel

78 Steg

80 Schenkel

82 Steg

83 Aussparungen

84 Löcher

Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Waage, mit einem Lastaufnehmer und mit einem Permanentmagnetsystem und einer in dessen Magnetfeld angeordneten, stromdurchflossenen Spule zur Lastkompensation, wobei das Permanentmagnetsystem einen im wesentlichen rechteckigen Kasten zur Aufnahme wenigstens eines Dauermagneten sowie der Spule umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten von zwei U-förmigen, versetzt ineinander greifenden ferromagnetischen Blechteilen (70, 72) gebildet wird.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Blechteile (70) wenigstens eine Oeffnung (58) für die Spulenhalterung (52) aufweist und dass der Kasten im übrigen allseits nahezu geschlossen ist.

3. Waage nach Anspruch 1, bei welcher nur einer der Blechteile (70) wenigstens einen Dauermagneten (74) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Aufnahme des (der) Dauermagneten (74) bestimmte Blechteil (70) kleinere Schenkellängen aufweist als das andere Blechteil (72).