DE3437740C2 - Elektrische Waage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Waage mit einem Lastaufnehmer und mit einem Permanentmagnetsystem und einer in dessen Magnetfeld angeordneten, stromdurchflos­ senen Spule zur Lastkompensation, wobei das Permanentmagnet­ system einen im wesentlichen rechteckigen, von zwei U-förmi­ gen ferromagnetischen Blechteilen gebildeten Kasten zur Auf­ nahme wenigstens eines Dauermagneten sowie der Spule auf­ weist.

Bei einer derartigen bekannten elektrischen Waage (DE 31 25 805 A1) sind die beiden Blechteile zueinander spiegelbild­ lich mit den freien Enden ihrer U-Schenkel aneinandergesetzt, wodurch der solchermaßen gebildete Kasten an seinen beiden zur Ebene der U-Form parallelen Seiten völlig offen ist. An diesen offenen Seiten tritt ein verhältnismäßig großer magne­ tischer Streufluß auf, der eine zusätzliche magnetische Ab­ schirmung erfordert.

Eine andere bekannte Waage (DE 32 13 260 A1) weist eben­ falls ein Permanentmagnetsystem in Form eines im wesentlichen rechteckigen Kastens auf, der jedoch aus zwei gleichartigen L-förmigen Blechteilen derart zusammengesetzt ist, daß der jeweils kürzere L-Schenkel des einen Blechteils am jeweils längeren L-Schenkel des anderen Blechteils anliegt und umge­ kehrt. Somit ist auch der solchermaßen zusammengesetzte Ka­ sten an seinen beiden zur Ebene der beiden L-Formen paral­ lelen Seiten offen. Wenngleich die vorhandenen Öffnungen ge­ wisse Vorteile bezüglich des Temperaturausgleichs im Betrieb der Waage mit sich bringen, tritt auch hier wegen der offenen Bauweise der Nachteil eines verhältnismäßig großen magneti­ schen Streuflusses auf. Deswegen ist regelmäßig eine zusätz­ liche magnetische Abschirmung außerhalb des Permanentmagnet­ systems erforderlich, wenn störende Wechselwirkungen zwischen dem Magnetfeld und der Umgebung vermieden werden sollen, bei­ spielsweise beim Wägen ferromagnetischer Objekte. Hierzu wird auch auf die US-Patentschrift 4 090 575 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Waage der eingangs genannten Art das Permanent­ magnetsystem dahingehend zu verbessern, daß bei einfacher Montage magnetische Streufelder weitgehend vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der U-Steg des Blechteils eine größere Breite aufweist als dessen U-Schenkel, daß die beiden U-Schenkel des Blechteils der Innenseite des U-Steges des Blechteils gegenüberstehen und daß die beiden U-Schenkel des Blechteils der Innenseite des U-Steges des Blechteils gegenüberstehen.

Da bei der Erfindung die beiden U-förmigen Blechteile mit um 90° gegeneinander versetzten U-Stegen ineinandergrei­ fen, entsteht also ein weitgehend geschlossener Kasten. Hier­ durch wird der Austritt von störenden Streufeldern weitgehend vermieden, so daß regelmäßig auf ein zusätzliches Abschirm­ blech verzichtet werden kann. Dennoch können ohne eine zu weitgehende Beeinträchtigung der Abschirmwirkung die vier Ecken des das Permanentmagnetsystem bildenden Kastens ver­ hältnismäßig großräumig ausgespart sein, um eine möglichst unbehinderte Ventilation zu gewährleisten. Letzteres ist an sich aus US-A-4 311 202 bekannt.

In Fällen, in denen die Wärmeentwicklung nur eine unter­ geordnete Rolle spielt, beispielsweise bei Verwendung starker Magnete und schwacher Spulenströme, fällt ein Temperaturaus­ gleich aber weit weniger stark ins Gewicht. Für diese Fälle ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß das Blechteil wenigstens eine zur Durchführung einer Spulenhalte­ rung für die Spule dienende Öffnung aufweist und daß der Ka­ sten im übrigen allseits nahezu geschlossen ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das eine der Blechteile an dem an einem Gehäuseteil festgelegten anderen Blechteil befestigt ist und größere Schenkellängen aufweist als das andere Blechteil. Das Zusammenfügen des Permanentmagnetsystems ist hierdurch er­ leichtert, da das eine Blechteil auf das andere einfach auf­ geschoben werden kann, ohne daß dabei die Schenkel des letz­ teren die Aufschiebebewegung behindern. Dabei genügt ein Un­ terschied zwischen den Schenkellängen von weniger als 1 mm. Je nach dem konkreten Anwendungsfall kann nur einer oder kön­ nen beide der Blechteile mit jeweils einem oder mehreren Dau­ ermagneten versehen sein. Für den erstgenannten Fall ist es insbesondere zweckmäßig, daß das den oder die Dauermagnete tragende Blechteil die kleinere Schenkellänge aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der nicht maßstäblichen Zeichnungen erläutert.

In den Zeichnungen ist

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

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Waage (ohne Deckel),

Fig. 3 eine Innenansicht des Permanentmagnetsystems,

Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Innenansicht des Permanentmagnet­ systems, und

Fig. 6 eine Seitenansicht zu Fig. 5.

Als Beispiel wurde eine oberschalige Waage mit parallelge­ führtem Lastaufnehmer gewählt. Dabei wurde auf eine detail­ lierte Darstellung des elektrischen Teils verzichtet (Strom­ versorgung, Regelung, Auswertung etc.), da diese Bestandteile konventionell und für das Verständnis der Erfindung unerheb­ lich sind. Die Kästchen 11, 13 und 15 in Fig. 1 weisen le­ diglich schematisch auf wesentliche Elemente hin (Positions­ geberschaltung 11, Kompensations- 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 Bo­ den 12 angegossen; die Rückwand 16 verfügt, symmetrisch zur Mittellinie, über ein Paar Lagerböcke 20 mit je einer oberen und unteren Auflagefläche 22.

An den Auflageflächen 22 sind Biegelager 24 befestigt (Schrau­ ben 26), welche andererseits mit dem gehäuseseitigen Ende je eines unteren bzw. oberen T-Lenkers 28 aus Leichtmetall ver­ schraubt sind. Die beiden Lenker 28 bilden eine Parallelfüh­ rung des Lastaufnehmers. Dieser besteht aus einem Koppelglied 30 und einer Waagschale (nicht gezeigt), welche zentrisch auf einen am Koppelglied 30 befestigten Kegelzapfen 32 auf setzbar 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 be­ festigt.

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 Biegela­ ger 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 mon­ tiert: Sie umfaßt zwei Mantelscheiben aus Kupferblech, zwi­ schen denen der Spulendraht aufgewickelt ist. Die innere Man­ telscheibe verfügt über zwei radiale Verlängerungen zur Be­ festigung an der Gabel 52.

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

Das über zwei Schrauben (Löcher 56, 56′) an einer Rippe 66 des Gehäusebodens 12 befestigte Permanentmagnetsystem um­ faßt zwei zusammen einen rechteckigen Kasten bildende U- förmige Blechteile 70, 72 aus Weicheisen. Das U-Blech 70 weist an seiner Oberseite zwei Aussparungen 58 auf, durch welche die Gabel 52 mit Spiel ins Innere des Permanentmag­ netsystems geführt ist (siehe auch Fig. 3). Symmetrisch zur normalen bzw. neutralen Position der Spule 54 sind am inneren U-Blech 70 untereinander zwei Dauermagnete 74 ein­ geklebt, wobei die Magnetisierungsrichtungen des oberen und des unteren Dauermagneten einander entgegengesetzt sind, so daß die resultierende Kraftrichtung des oberen und des un­ teren Teils der Spule 54 im Magnetfeld gleich ist.

Bei der Montage wird zweckmäßigerweise 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 (Lö­ cher 68, 68′ sowie Aussparungen 83, siehe auch die Fig. 3 bis 6), wobei Löcher 84 in der Gehäuserückwand 16 den Zu­ gang bilden (letztere können dann mit Plastic-Pfropfen ver­ schlossen werden).

Claims (3)

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 recht­ eckigen, von zwei U-förmigen ferromagnetischem Blechteilen gebildeten Kasten zur Aufnahme wenigstens eines Dauermagneten sowie der Spule aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der U- Steg (78) des Blechteils (70) eine größere Breite aufweist als dessen U-Schenkel (80), daß die beiden U-Schenkel (80) des Blechteils (70) der Innenseite des U-Steges (82) des Blechteils (72) gegenüberstehen und daß die beiden U-Schenkel (76) des Blechteils (72) der Innenseite des U-Steges (78) des Blechteils (70) gegenüberstehen

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechteil (70) wenigstens eine zur Durchführung einer Spulenhalterung (52) für die Spule (54) dienende Öffnung (58) aufweist und daß der Kasten im übrigen allseits nahezu ge­ schlossen ist.

3. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das eine der Blechteile (72) an dem an einem Gehäuseteil (66) festgelegten anderen Blechteil (70) befestigt ist und größere Schenkellängen aufweist als das andere Blech­ teil (70).