DE3838906C1

DE3838906C1 -

Info

Publication number: DE3838906C1
Application number: DE3838906A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Stadler; Matthias 3400 Goettingen De Eger; Gottfried 3406 Bovenden De Nolte; Eberhard 3414 Hardegsen De Luebke
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2008-11-18
Also published as: GB2225868A; GB8926075D0; GB2225868B; FR2639110A1; CH680535A5; FR2639110B1; US4938301A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberschalige elektro nische Waage mit zwei Lenkern, die als Parallelführung einen Lastaufnehmer mit einem gehäusefesten Systemträger verbinden, mit einem Übersetzungshebel, der mittels zweier Biegefedern mit dem Systemträger verbunden ist, und mit einem Koppelelement, das die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastaufnehmer auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels überträgt während am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels die Gegenkraft angreift.

Waagen dieser Art sind z.B. durch die DE-OS 34 22 042 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausführung wird der kürzere Hebel arm durch die Formgebung des Übersetzungshebels gebildet und die Biegefedern und das Koppelelement werden als ge trennte Teile durch Schrauben mit dem Übersetzungshebel verbunden. Dies ist einmal wegen der Vielzahl der Teile ungünstig, da sich Toleranzen aufsummieren, zum anderen montageintensiv.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine oberschalige elektronische Waage der eingangs genannten Art so weiter zubilden, daß die Anzahl der Teile verringert wird und die Stabilität der Länge des kürzeren Hebelarmes des Über setzungshebels verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die beiden Biegefedern und das Koppelelement durch einen gemeinsamen Quersteg miteinander verbunden sind und aus einem einzigen Blech bestehen, daß die Dicke des Bleches größer ist als die Länge des kürzeren Hebelarms des Übersetzungshebels und daß sowohl im Bereich der beiden Biegefedern als auch im Bereich des Koppelelementes die Materialdicke derart verringert ist, daß der kürzere Hebelarm durch einen in Hebellängsrichtung erzeugten Versatz der Dünnstelle des Koppelelementes gegenüber den Dünnstellen der Biegefedern gebildet ist.

Das verhältnismäßig dicke Blech ohne Stufen ergibt eine gute Stabilität und erlaubt es, den ganzen kürzeren Hebel arm des Übersetzungshebels innerhalb der Blechdicke unter zubringen. Die Länge des kürzeren Hebelarmes wird nur durch den Versatz der Dünnstellen des Koppelelementes und der Biegefedern innerhalb der Blechdicke bestimmt und läßt sich durch geeignete Fertigungsmethoden sehr genau herstellen. Insbesondere gehen in die Länge des kürzeren Hebelarms keine Schraubenverbindungen mehr ein; damit ist eine der wesentlichen Ursachen für Hysterese und Langzeitdrift in diesem kraftmäßig hochbelasteten Bereich ausgeschaltet und auch Toleranzen bei der Montage beeinflussen die Länge des kürzeren Hebelarms nicht mehr.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Waage und ein Block schaltbild der zugehörigen Elektronik,

Fig. 2 eine Frontansicht auf das Koppelelement, die beiden Biegefedern und den verbindenden Quersteg,

Fig. 3 einen Schnitt durch Biegefedern, Koppelelement und Quersteg in der Ebene des Koppelelementes,

Fig. 4 einen Schnitt durch Biegefedern, Koppelelement und Quersteg in der Ebene einer Biegefeder und

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des Koppelelementes, der Biegefedern und des Quersteges mit integrier tem längeren Hebelarm des Übersetzungshebels.

In Fig. 1 ist die Waage im Längsschnitt und die zugehörige Elektronik als Blockschaltbild dargestellt. Das Gehäuse der oberschaligen Waage ist dabei der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Das Wägesystem besteht aus einem Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich be festigt ist. Der Lastaufnehmer 2 überträgt die der Masse des Wägegutes auf der Waagschale 3 entsprechende Kraft über ein Koppelelement 9, das im nächsten Absatz näher erläutert wird, auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels. Der Übersetzungshebel ist durch zwei Biegefedern 12, die ebenfalls im nächsten Absatz näher erläutert werden, am Systemträger 1 gelagert. Am längeren Hebelarm 7 des Über setzungshebels ist ein Spulenkörper mit einer Spule 11 befestigt. Die Spule 11 befindet sich im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 10 und erzeugt die Kompensations kraft. Die Größe des Kompensationsstromes durch die Spule 11 wird dabei in bekannter Weise durch einen Lagensensor 16 und einen Regelverstärker 14 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagne tisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompen sationsstrom erzeugt an einem Meßwiderstand 15 eine Meß spannung, die einem Analog/Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 18 übernommen und in der Anzeige 19 digital angezeigt.

Die Bauart des schon erwähnten Koppelelementes 9 und der Biegefedern 12 erkennt man genauer aus den Fig. 2 bis 4.

Fig. 2 ist eine Frontansicht, Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2. In den Fig. 3 und 4 ist dabei das Blech, aus dem das Koppelelement 9, die Biegefedern 12 und der Quersteg 8 herausgearbeitet sind, der Deutlichkeit halber übertrieben dick gezeichnet. (Übliche Dimensionen sind: Blechdicke 2 . . . 5 mm, kürzerer Hebelarm 0,1 . . . 1 mm). Die Kontur der beiden Biegefedern 12, des Koppelelementes 9 und des Quersteges 8, wie sie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist z.B. durch Stanzen aus einem Blech hergestellt, ebenso die Löcher 20 im Quersteg 8 zum Anschrauben an den längeren Hebelarm 7 des Übersetzungshebels (mittels Schrauben 21 in Fig. 1), die Löcher 22 in den Biegefedern 12 zum Anschrau ben an den Systemträger 1 (mittels Schrauben 23 in Fig. 1) und die Löcher 24 im Koppelelement 9 zum Anschrauben an den Lastaufnehmer 2 (mittels Schrauben 25 in Fig. 1). Die bei den Dünnstellen 26 und 27 für das Koppelelement 9, die die eigentlichen Gelenkstellen bilden, sind z.B. durch Fräsen, Erodieren oder Prägen hergestellt. In gleicher Weise eisen die beiden Biegefedern 12 je eine Dünnstelle 28 auf. Die Dünnstellen 26 und 27 einerseits und 28 andererseits be finden sich verschieden tief im Blech: Die Dünnstellen 26 und 27 liegen in den Fig. 3 und 4 links von der strichpunk tierten Mittelebene 29 des Bleches, die Dünnstellen 28 rechts von der Mittelebene. Der kürzere Hebelarm des Übersetzungshebels ist damit durch diesen tiefenmäßigen Versatz der Dünnstellen gegeben und sehr genau fertigbar. Gegebenenfalls kann durch Vermessen dieses Teiles vor der Montage eine Selektion oder eine Einteilung in verschiedene Klassen vorgenommen werden.

Der längere Hebelarm 7 ist demgegenüber sehr viel weniger belastet und daher bezüglich seiner Stabilität und seiner Ankopplung unkritischer, außerdem muß für eine gleiche re lative Hebelarmänderung eine sehr viel größere Dimensions änderung herbeigeführt werden als beim kürzeren Hebelarm. Daher reichen häufig auch weniger als die dargestellten vier Schrauben 21 zur Befestigung, so daß der Quersteg 8 (Fig. 2) entsprechend weniger Löcher 20 aufweisen kann. Es ist auch eine andere Art der Befestigung, wie z.B. Kleben, möglich.

Bisher war davon ausgegangen, daß das Teil 8/9/12 aus einem Blech hergestellt wird. Selbstverständlich kann dieses Teil mitsamt den Dünnstellen auch als Guß- oder Schmiedeteil bzw. durch Warmpressen hergestellt werden. In diesem Fall bietet es sich an, den längeren Hebelarm des Übersetzungs hebels (Teil 7 in Fig. 1) mit in das Teil für den kürzeren Hebelarm und die Gelenke zu integrieren. Dies ist in Fig. 5 gezeigt. Das Koppelelement 30 mit den Dünnstellen 31, der Quersteg 32 und die Biegefedern 33 mit den Dünnstellen 34 sind entsprechend der ersten Ausgestaltung in den Fig. 1 bis 4 ausgebildet. An den Quersteg 32 ist zusätzlich ein Fortsatz 35 als längerer Hebelarm angeformt. Im hinteren Bereich bietet dieser Fortsatz eine Anschraubfläche 36 für die Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation; das bewegliche Teil 37 für den Lagensensor ist ebenfalls inte griert.

In den Figuren sind die Dünnstellen 26, 31 des Koppelele mentes 9, 30 auf derselben vertikalen Höhe gezeichnet wie die Dünnstellen 28, 34 der Biegefedern 12, 33. Dies ist jedoch nicht notwendig, vielmehr kann ein geringer verti kaler Versatz vorgesehen sein. Dies ist bei manchen Waagen typen für die Justierung der Ecklastfreiheit günstig.

Auch bei Waagen mit zwei oder mehr Übersetzungshebeln kann die Lagerung der weiteren Hebel und die Verbindung unter einander sinngemäß in der beschriebenen Weise erfolgen.

Claims

1. Oberschalige elektronische Waage mit zwei Lenkern (4, 5), die als Parallelführung einen Lastaufnehmer (2) mit ei nem gehäusefesten Systemträger (1) verbinden, mit minde stens einem Übersetzungshebel (7/8, 32/35), der mittels zweier Biegefedern (12) mit dem Systemträger (1) ver bunden ist, und mit einem Koppelelement (9), das die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastauf nehmer (2) auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungs hebels überträgt während am längeren Hebelarm des Über setzungshebels die Gegenkraft angreift, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Biegefedern (12) und das Kop pelelement (9) durch einen gemeinsamen Quersteg (8, 32) miteinander verbunden sind und aus einem einzigen Blech bestehen, daß die Dicke des Bleches größer ist als die Länge des kürzeren Hebelarms des Übersetzungshebels und daß sowohl im Bereich der beiden Biegefedern (12, 33) als auch im Bereich des Koppelelementes (9, 30) die Material dicke derart verringert ist, daß der kürzere Hebelarm durch einen in Hebellängsrichtung erzeugten Versatz der Dünnstelle (26, 31) des Koppelelementes (9, 30) gegenüber den Dünnstellen (28, 34) der Biegefedern (12, 33) ge bildet ist.

2. Oberschalige elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnstellen (28) der beiden Biegefedern (12) etwas hinter der Mittelebene (29) des Bleches liegen, während die Dünnstelle(n) (26, 27) des Koppelelementes (9) etwas vor der Mittel ebene (29) des Bleches liegt/liegen.

3. Oberschalige elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnstellen (26, 27, 28) durch Fräsen erzeugt sind.

4. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnstellen (26, 27, 28) durch Erodieren erzeugt sind.

5. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnstellen (26, 27, 28) durch Prägen erzeugt sind.

6. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (8/9/12, 30/32/33) mit den Dünnstellen (26, 27, 28, 31, 34) als Gußteil ausgebildet ist.

7. Oberschalige elektronische Waage nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des kürzeren Hebelarms des Übersetzungshebels 1 mm oder weniger beträgt.

8. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Bleches 2 mm oder mehr beträgt.

9. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech im Bereich des Quersteges (8) an den längeren Hebelarm (7) des Übersetzungshebels angeschraubt ist.

10. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (30, 32, 33) und der längere Hebelarm (35) des Übersetzungshebels einstückig ausgebildet sind.

11. Oberschalige elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnstelle (26, 31) des Koppelelementes (9, 30) gegen über den Dünnstellen (28, 34) der Biegefedern (12, 33) in vertikaler Richtung versetzt ist.