DE3832719C2 - - Google Patents
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- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Parallelführungssystem nach dem Oberbegriff des Haupt
anspruches. Ein derartiges Parallelführungssystem ist bekannt durch die DE 32 22 042 A1.
Bei einem ähnlichen Parallelführungssystem (EP 80 702 A2)
ist es bekannt, im horizontalen und vertikalen Freiraum
zwischen den Ober- und Unterlenkern angeformte Übertragungselemente
zur Kraftübertragung und ein auswechselbarer
Dehnungsmeßaufnehmer anzuordnen. Durch die Schwächung
der Systembasis im Mittelbereich zur Unterbringung der
Übertragungsmittel können sich auf die Plattform einwirkende,
insbesondere außermittige Lasten als schädliche
Drehmomente auf die Parallelführung auswirken. Derartige
Belastungen treten aber besonders bei Waagen auf, die im
rauhen Industriebereich als Plattformwagen eingesetzt
werden.
Neben den vorstehend erwähnten Meßsystemen nach dem Prinzip
der elektromagnetischen Kraftkompensation und dem mit Dehnungsmeßstreifen
werden derartige Systemträger auch mit
anderen Meßwandlern ausgestattet wie nach dem Prinzip der
schwingenden Saite (DE-OS 25 18 294, DE-OS 33 16 292, EP-PS
1 26 185) oder mit Meßwandlern zur Umsetzung eines Gewichtes
in eine Frequenz (DE-OS 34 23 501, US-PS 45 44 858), die
unterschiedlich hohe Auflösungen der Meßwerte zulassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes
und stabiles Parallelführungssystem aus Guß für
oberschalige elektronische Präzisionswaagen zu schaffen,
das auch bei relativ großen Lastschalen bzw. Lastplatt
formen eine gute Verwindungsteifigkeit und Unempfindlich
keit gegen Ecklasten aufweist und sowohl für niedrig auf
lösende als auch für hoch auflösende Meßsysteme geeignet
ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Die Bauweise des Lastaufnehmers in
Kastenbauweise ermöglicht die Aufnahme größerer Torsionskräfte.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den
Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Durch die Auflösung
des Gußblockes aus Aluminiumdruckguß in eine verrippte,
durch Durchbrechungen, Mulden, Taschen oder Sacklöcher
gebildete Struktur wird einerseits eine Gewichtsreduktion
erzielt, gleichzeitig aber die Steifigkeit gegen Kräfte
aus verschiedenen Richtungen erhalten und eine Materialanhäufung
an verschiedenen Stellen vermieden.
Die Erfindung ist in einem bevorzugten Ausführungs
beispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrie
ben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Perspektivansicht des Systemträgers mit Last
kompensationsmitteln für eine oberschalige Waage
nach dem Prinzip der elektromagnetischen Last
kompensation,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Pfeil V in Fig. 3 auf den
Systemträger, teilweise im Horizontalschnitt, ohne
Lastkompensationsmittel,
Fig. 3 eine Seitenansicht gemäß Pfeil VI in Fig. 2,
Fig. 4 eine Frontansicht des Systemträgers gemäß Pfeil
VII in Fig. 5, teilweise im Vertikalschnitt und
Fig. 5 eine Untersicht unter den Systemträger teilweise
im Horizontalschnitt.
Der Systemträger 1 besteht aus einem einstückigen Alu
miniumgußteil mit einem mittleren Bereich 15 und hinteren
Bereich 18 als Systembasis, welche mit unterseitigen
Basisbefestigungen 24 an Festpunkten eines umgebenden Ge
häuses oder einer Montageplatte festlegbar ist. Der rück
wärtige Bereich 18 der Systembasis ist über zwei obere
Lenkerarme 4 und zwei untere Lenkerarme 5 über Dünnstellen
(Gelenkstellen) 7 mit dem im vorderen Bereich liegenden Lastaufnehmer 2
verbunden, so daß eine übliche Lenkerparallelführung für
den Lastaufnehmer 2 entsteht. Der Lastaufnehmer 2 weist
weiterhin eine Anschraubfläche (Befestigungsfläche) 9 zur Befestigung eines
Koppelelementes 3′ zur gelenkigen Verbindung zwischen
Lastaufnehmer 2 und einem Übersetzungshebel 3 auf. Im
rückwärtigen Bereich 18 des Systemträgers 1 ist eine
Lagerstelle (Aufnahmelager) 6 in Form einer zylindrischen Durchbrechung
bzw. einer zylindrischen Vertiefung zur Aufnahme eines
topfförmigen Permanentmagneten M der elektromagnetischen
Kraftkompensation eingelassen, wobei eine am Übersetzungs
hebel 3 befestigte Spule SP in einen Luftspalt des Perma
nentmagneten eintaucht, wie z.B. durch DE-OS 33 40 512
bekannt. Am freien Ende des Übersetzungshebels 3 ist das
eine Teil und am rückwärtigen Teil 18 des Systemträgers 1
das andere Teil eines opto-elektronischen Lagensensors 29
mit elektronischer Platine 30 befestigt (Fig. 1). Weitere
Anschraubflächen 8 zum Anschrauben der Federlagerung des
Übersetzungshebels 3 sind ebenfalls im Gußteil angeformt
und müssen gegebenenfalls noch durch spanabhebende Bearbei
tung für die Montage vorbereitet werden.
Der Systemträger 1 ist im wesentlichen symmetrisch aufge
baut in bezug auf die Draufsicht und hat eine Längsachse
SA, welche gleichzeitig die Symmetrieachse ist, eine
Querachse QA, welche bei dieser Ausführungsform durch den
Mittelpunkt des zylindrischen Aufnahmelagers 6 verläuft und
eine Hochachse HA, die ebenfalls durch den Mittelpunkt des
Aufnahmelagers 6 verläuft. Im dargestellten Ausführungs
beispiel hat der Systemträger 1 im wesentlichen die Form
eines symmetrischen Trapezes, bei dem der Lastaufnehmer 2
die kürzere Trapezseite bildet und die lange, parallel dazu
verlaufende Trapezseite durch den rückwärtigen Teil 18 des
Systemträgers gebildet ist. Beide Teile 2, 18 sind durch
schräg verlaufende Ober- und Unterlenker 4, 5 und Dünn
stellen 7 verbunden.
Die vertikal nach oben und unten abstehende Verrippung 16
der Systembasis 15, 18 ist durch um den Mittelpunkt bzw. die
Hochachse HA des zylindrischen Aufnahmelagers 6 durch
Radialstege und Tangentialstege gebildet. Das ebenfalls
etwa trapezförmig ausgebildete Basisteil 15 ist von den
beiden oberen und unteren Lenkern 4, 5 und den Dünn
stellen 7 durch eine schneisenförmige Rinne 27 getrennt,
die sich jedoch in der Seitenansicht ebenfalls als Öff
nung 27′ (Fig. 3) zeigt. Die auf der Oberseite und auf der
Unterseite in Richtung der Öffnungen 16′, 27 verlaufen
den Rippen 16 konvergieren in ihrem Querschnitt in Richtung
der Öffnungen und die Hohlräume 16′, 6, 27 divergieren in
Richtung ihrer Öffnungen und verlaufen in Richtung von
Parallelen P zur Hochachse HA. Die etwa horizontalen Wände
der Öffnungen bilden dabei scheibenartige Versteifungen in
horizontaler Richtung.
Der zu einer System-Querachse QA etwa parallel und durch
die Ober- und Unterlenker 4, 5 und Dünnstellen 7 der Paral
lelführung im parallelen Abstand gehaltene Lastaufnehmer 2
und der der Systembasis 18, 15 zugeordnete hintere Bereich
18 des Gußblockes ist als Kastenprofil ausgebildet mit
beiderseits einer als Symmetrieachse anzusehenden Längs
achse SA sich nach außen öffnenden und divergierenden
Hohlräumen 17, 18′. Mehrere im Basisteil 15, 18 angeformte
Zapfen 31 dienen zur Befestigung eines das Magnetsystem und
bedarfsweise auch die Parallelführung abdeckenden Abschirm
bleches bzw. die Zapfen 31 dienen als Basis für Kabelhalter
für elektrische Leitungen.
Die im vertikalen Abstand angeordneten Ober- und Unter
lenker 4, 5 haben im verstärkten mittleren Bereich im An
schluß an die beiderseitigen Dünnstellen 7 Verrippungen 19
und nach außen offene Taschen 19′, wobei die Rippen 19
beiderseits der Systemlängsachse SA in Richtung der System-
Querachse QA oder Parallelen P dazu ausgerichtet sind und
bei der die Rippen 19 in ihrem Querschnitt in bezug auf
Parallelen P oder System-Querachse QA in Öffnungsrichtung
konvergieren, währenddessen die Taschen 19′ in Richtung der
Taschenöffnungen divergieren. Das Kastenprofil des Last
aufnehmers 2 weist in der vertikalen Ebene Fortsätze 10′′
(Fig. 4) auf, die in Richtung der Systemlängsachse SA an
zum Basisteil 15, 18 abgewandten Seite öffnende konver
gierende Verrippungen 25, 26 und divergierende Öffnungen
25′, 26′ aufweisen und in Fig. 1 und 3 sichtbar sind.
In ähnlicher Weise sind gemäß Fig. 5 die seitlichen Be
grenzungen des Mittelteiles 15 der Systembasis mit
Rippen 22 und Taschen 22′ versehen. Der mittlere Teil 10′
des Lastaufnehmers 2 weist parallel zur System-Querachse QA
verlaufende Fortsätze 10 auf, die diesen mindestens auf
die Breite des rückwärtigen Basisteiles 18 verbreitern.
Die Fortsätze 10 sind ebenfalls als Kastenprofil ausge
bildet, wobei die Taschen 17 zur Öffnung hin divergieren
und an ihren Stirnflächen Anschraublöcher 11 für Schrauben
13 bzw. Befestigungslager für Querstege 12 aufweisen, mit
denen der Lastaufnehmer 2 mittels zusätzlicher Stangen 28
zu einem die Systembasis 15, 18 freigängig umschließenden
Lastaufnahmerahmen 12, 28 komplettiert werden kann, wie es
in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Querstege 12 sind ebenfalls
als Aluminiumdruckgußteil mit Verrippungen oder als Kasten
profil ausgebildet und haben an ihren Enden Befestigungs
lager 14 zur Aufnahme einer rechteckigen Lastschale.
Der gesamte Systemträger 1 ist mittels Verrippungen und
Taschen und Durchbrechungen filigranartig zur Bildung
dünner Wandstärken und zur Reduzierung von Material
anhäufungen strukturiert und kann damit einerseits große
Lasten in das Meßsystem einleiten und hat aufgrund der
Materialhomogenität und aufgrund der gleichmäßigen
Wandstärken ein gutes thermisches Verhalten, was besonders
bei hochauflösenden Präzisionswaagen von Vorteil ist.
Zum Schutz der empfindlichen Parallelführung gegen schäd
liche Kräfte beim Entformen, Transport und Bearbeitung des
Gußblockes, sind zwischen den im fertigen Systemträger
relativ zueinander beweglichen Teilen der Parallelführung
und der Systembasis 15, 18 auftrennbare Gußbrücken 20, 21
angeordnet, die nach ihrer Entfernung als Bearbeitungs
flächen 20′, 21′ am Gußblock sichtbar sind. Die zwischen
Lastaufnehmer 2 und Systemträger 15, 18 gebildete Bearbei
tungsfläche 21′ aus der Gußbrücke 21 dient dabei als
Befestigungslager für ein Koppelelement 3′ zwischen Last
aufnehmer 2 und den mechanischen Teilen der Lastkompen
sationsmittel wie Übersetzungshebel 3 und Spule SP.
Die Feinbearbeitung des Systemträgers in Form eines ein
stückigen Gußblockes ist auf ganz wenige Befestigungspunkte
für Zusatzelemente an der Anschraubfläche 8 und Befestigungsfläche 9 und gegebenenfalls an den
Dünnstellen 7 beschränkt, um z.B. durch Materialabtrag bei
7′ (Fig. 1) eine Justierung des Ecklastverhaltens durch
zuführen.
Der vorstehend beschriebene, bevorzugt für Waagen mit hoher
Auflösung nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraft
kompensation konzipierte Systemträger für Plattformwaagen
ist natürlich auch für niedrig auflösende Meßwandler ge
eignet. So wird aus Fig. 3 deutlich, daß ein Meßsystem mit
schwingender Saite direkt zwischen Lastaufnehmer 2 und
Systembasis 15, 18 an der Anschraubfläche 8 und Befestigungsfläche 9 oder unter Beibehaltung eines
Übersetzungshebels in der Lagerstelle 6 angeordnet werden
kann. Gleiches gilt für die eingangs abgehandelten anderen
Meßsysteme nach den erwähnten Druckschriften. Die Vorteile
des Systemträgers 1 und die des Lastaufnahmerahmens 12, 28
kommen auch für derartige Meßwandler und Meßzellen zur
Geltung.
Claims (20)
1. Aus einem einstückigen, durch Verrippung aufgelösten
Gußblock gebildetes Parallelführungssystem mit einer
Festpunkte bildenden Systembasis und einem im horizontalen
Abstand dazu angeordneten und durch Ober- und
Unterlenker mit Gelenkstellen an ihren Enden verbundenen,
vertikal beweglichen Lastaufnehmer, der zur
Aufnahme der Lastschale einer elektronischen Waage oder
Wägezelle dient, wobei der Gußblock beiderseits einer
durch die Systembasis und den Lastaufnehmer verlaufenden
Systemachse symmetrisch ausgebildet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gußblock beiderseits der Systemachse
(SA) als zu den Außenseiten hin offenes Kastenprofil
mit dieses unterteilenden Rippen (16, 19, 22, 25, 26)
ausgebildet ist, wobei diese entweder in Richtung von
Parallelen (P) der Systemlängsachse (SA), einer System-
Querachse (QA) oder einer System-Hochachse (HA) dazu
ausgerichtet sind und nach außen hin im Rippenquerschnitt
konvergieren und die in gleicher Weise ausgerichteten
Hohlräume (6, 16′, 17, 18′, 19′, 22′, 25′, 26′, 27) in
Öffnungsrichtung divergieren.
2. Parallelführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkerbereich zwischen den Gelenk
stellen (7) durch ein seitlich nach außen offenes
Kastenprofil gebildet ist und das Kastenprofil über die
Länge verteilt mehrere Versteifungsrippen (19) aufweist,
die vertikale Wände zwischen einem oberen und einem
unteren Lenkergurt bilden.
3. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oberlenker und der Unterlenker
jeweils als Lenkerpaar aus im horizontalen Abstand
angeordneten Lenkern (4, 5) gebildet sind und der ver
stärkte Lenkerbereich in mehrere seitlich nach außen
offene Taschen (19′) derart aufgegliedert ist, daß die
einander zugekehrten Lenkerflächen der Oberlenker (4)
bzw. der Unterlenker (5) ein geschlossenes Trag
profil bilden.
4. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstärkungen zwischen den
Gelenkstellen (7) der Lenker (4, 5) sich einseitig in
den vertikalen Freiraum zwischen den Oberlenker (4) und
Unterlenker (5) erstrecken.
5. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Draufsicht betrachtet die
Systembasis (15, 18) die breite Grundseite, der Lastauf
nehmer (2), die kurze Grundseite und die Lenker (4, 5)
die Seiten eines symmetrischen Trapezes bilden und die
Gelenkstellen (7) mit ihren Anlenkachsen für die Lenker
(4, 5) und die vertikalen Wände (19) der Lenkerprofile etwa
parallel zur breiten und kurzen Grundseite des Trapezes
ausgerichtet sind.
6. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Systembasis (15, 18) in der
Draufsicht betrachtet etwa die Form eines trapezähn
lichen, symmetrischen Vieleckes hat und als verripptes
Kastenprofil mit nach außen offenen Taschen (22′)
sich in den vertikalen Freiraum zwischen Oberlenker (4)
und Unterlenker (5) erstreckt und im horizontalen Freiraum
zwischen den Lenkern (4, 5) als Aufnahmelager (6)
zur Aufnahme von Einrichtungen (M, SP, 29) zur Lastkompensation
und/oder Einrichtungen zur Meßwandlung
ausgebildet ist.
7. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der trapezförmige Gußblock im
Bereich des Lastaufnehmers (2) als nach außen seitlich
offenes Kastenprofil (10′, 8′) ausgebildete Lastauf
nehmerfortsätze (10) aufweist, welche Befestigungs
lager für Querstege (12) oder Anschraublöcher (11) für
Schrauben aufweisen.
8. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hohlräume (16′, 17, 18′, 22′, 25′,
26′, 27) Mulden, Taschen oder Sacklöcher und die quer
zu den Rippen (16, 19, 22, 25, 26) verlaufenden Böden der
Öffnungen Profilversteifungen bilden.
9. Parallelführungssystem nach Anspruch 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kastenprofil des Lastaufnehmers
(2) in der vertikalen Ebene Fortsätze (10″) aufweist,
die in Richtung der Systemlängsachse (SA) an der der
Systembasis (15, 18) abgewandten Seite sich öffnende,
im Querschnitt konvergierende Verrippungen (25, 26) und
divergierende Öffnungen (25′, 26′) aufweisen.
10. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Aufnahmelager (6) für die
Lastkompensationseinrichtung im rückwärtigen Bereich
der Systembasis (15, 18) in der Systemlängsachse (SA)
angeordnet ist.
11. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Aufnahmelager (6) zylindrisch
zur Aufnahme eines Topfmagneten ausgebildet ist.
12. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die vertikal nach oben und/oder
unten abstehende Verrippung (16) der Systembasis
(15, 18) durch um den Mittelpunkt des zylindrischen
Aufnahmelagers (6) angeordnete Radialstege und/oder
Tangentialstege gebildet ist.
13. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der im Bereich der Oberlenker
(4) und Unterlenker (5) befindliche Teil (15) der
Systembasis (15, 18) seitlich in den von Oberlenker (4)
und Unterlenker (5) gebildeten vertikalen Freiraum bis
etwa an die äußeren seitlichen Begrenzungen der Oberlenker
(4) und Unterlenker (5) erstreckt.
14. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lastaufnehmerfortsätze (10) an
ihren Stirnflächen die Befestigungslager (11) für Querstege
(12) aufweisen, wobei die Querstege (12) die
eigentliche Lastschale abstützen und an ihren Enden
bedarfsweise durch Stangen (28) zu einem Rahmen
verbunden sind.
15. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gußblock zwischen den Lenkern
(4, 5) und der Systembasis (15, 18) auftrennbare Gußbrücken
(20) aufweist.
16. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gußblock zwischen dem Lastaufnehmer
(2) und der Systembasis (15, 18) auftrennbare
Gußbrücken (21) aufweist.
17. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gußblock zwischen den Lenkern
(4, 5) und der Systembasis (15, 18) und zwischen
dem Lastaufnehmer (2) und der Systembasis (15, 18) aus
entfernten Gußbrücken (20, 21) stammende Bearbeitungsflächen
(20′, 21′) aufweist und die Bearbeitungsfläche
(21′) zwischen dem Lastaufnehmer (2) und der Systembasis
(15, 18) als Befestigungsfläche (9) für die Lagerung
eines Koppelelementes ausgebildet ist, welches
den Lastaufnehmer (2) mit der in der Systembasis (15, 18)
gelagerten Lastkompensationseinrichtung mechanisch
verbindet.
18. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 17, gekennzeichnet
durch seine Verwendung in einer oberschaligen
elektronischen Präzisionswaage nach dem Prinzip der
elektromagnetischen Kraftkompensation mit einem Übersetzungshebel
(3) und mit einem Koppelelement (3′)
zwischen Lastaufnehmer (2) und Übersetzungshebel (3),
wobei die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft
vom Lastaufnehmer (2) über das Koppelelement (3′) auf
den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels (3) übertragen
wird und am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels
(3) die Spule (SP) der elektromagnetischen
Kraftkompensationseinrichtung (M/SP) befestigt ist.
19. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gußblock aus Aluminiumdruckguß
gebildet ist.
20. Parallelführungssystem nach Anspruch 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querstege (12) als Gußteile aus
Aluminiumdruckguß mit Verrippung oder als Kastenprofile
ausgebildet sind.
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Owner name: SARTORIUS AG, 3400 GOETTINGEN, DE |
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