DE4141037A1 - Vorrichtung zum einleiten einer last in eine kraftmesseinrichtung - Google Patents
Vorrichtung zum einleiten einer last in eine kraftmesseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten
einer Last in eine Kraftmeßeinrichtung, mit einem
Lastaufnahmeelement, das über ein komprimierbares
Zwischenteil mit der Kraftmeßeinrichtung verbunden ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 2 90 880 A2
bekannt. Dort wird eine Waage beschrieben, deren Lastauf
nahmeplatte zur momentenfreien Krafteinleitung über ein
aus zwei Metallplatten und einer zwischen diesen liegenden
Elastomerschicht bestehendes Zwischenteil mit der
Wägezelle verbunden ist. Nachteilig in Bezug auf die
Meßgenauigkeit bei der bekannten Vorrichtung ist es, daß
jede Verschwenkung oder Verschiebung der Lastaufnahmeplat
te relativ zur Wägezelle erhebliche Rückstellkräfte
und/oder -momente in dem Elastomeren Bauteil auslöst.
Weitere Probleme der bekannten Vorrichtung sind Auswirkun
gen durch das Altern des Materials sowie langfristig
auftretende Setzerscheinungen. Die Fähigkeit der Schwin
gungsdämpfung ist wie die Beständigkeit gegen aggressive
Atmosphäre ebenfalls sehr unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße
Vorrichtung zu schaffen, die eine exakte Kraftmessung,
frei von das Meßergebnis negativ beeinflussenden Rück
wirkungen ermöglicht. Darüber hinaus soll die Vorrichtung
ein gutes Schwingungsdämpfungsverhalten besitzen und eine
hohe Beständigkeit, insbesondere gegen aggressive
Atmosphäre, aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Zwischenteil als ein aus zusammengeballtem und gepreßtem
Draht gebildetes Kissen ausgeführt ist, und daß zwischen
dem Lastaufnahmeelement und der Kraftmeßeinrichtung eine
Lagervorrichtung vorgesehen ist, die eine begrenzte
Relativverschiebung quer zur Kraftrichtung zuläßt.
Diese Lösung ermöglicht auf kostengünstige und einfache
Weise eine Gewichts- bzw. Kraftmessung, die frei ist von
Einflüssen durch Schwingungen, beispielsweise während des
Befüllvorganges, und von Verspannungen, welche beispiels
weise durch Wärmedehnungen auftreten können. Dabei
übernimmt das komprimierbare Kissen die Funktion der
Schwingungsdämpfung und des Ausgleichs von Winkelversatz,
während die Lagervorrichtung dem Dehnungsausgleich dient.
Eine besonders einfach und robust ausgeführte Variante der
Erfindung sieht vor, daß die Lagervorrichtung durch eine
mit dem Kissen verbundene Gleitfläche und eine zugeordnete
Gegenfläche gebildet ist; dabei lädt sich eine Wegbegren
zung mit sehr geringem Aufwand dadurch realisieren, daß
als Gegenfläche der Boden eines die Gleitfläche umgeben
den topfförmigen Bauteils vorgesehen ist.
Um jegliche Querkraft von dem Kissen fernzuhalten, sieht
eine weitere Ausbildungsform der Erfindung vor, daß das
Kissen innerhalb eines Aufnahmetopfes angeordnet ist,
dessen Außenabmessungen geringer sind als die Innenabmess
ungen des Bauteils, welches die Gleitfläche umgibt. Eine
besonders langlebige und wartungsfreie Ausbildung der
Erfindung sieht vor, daß das Kissen und die Lagervorrich
tung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Eine besondere Flexibilität in Bezug auf die Anpassung der
Vorrichtung an die Größe der zu messenden Last bietet eine
Ausführung, bei welcher die Lagervorrichtung, das Kissen,
der Aufnahmetopf und das Bauteil, insbesondere als
vormontierbare Baugruppe, mittels einer lösbaren Verbin
dung an dem Lastaufnahmeelement einerseits und an der
Kraftmeßeinrichtung andererseits befestigt ist. Dadurch
lassen sich unabhängig voneinander die Wägezelle und/oder
die Ausgleichsvorrichtung auswechseln. Unterstützt wird
diese Variante dadurch, daß Mittel zum Arretieren des
Lastaufnahmeelementes in der Vorrichtung integriert sind.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform, bei welcher
die Kraftmeßeinrichtung einen Biegebalken als Meßfeder
aufweist, da dieses Federelement für hochgenaue Messungen
besonders geeignet ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale sowie der konstruktive
Aufbau der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung anhand der Zeichnung.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die
Wägezelle 1, welche als Doppelbiegebalken mit applizierten
Dehnungsmeßstreifen ausgeführt ist, ist mit einem Ende
fest mit der Grundplatte 2 verbunden. Das freie Ende 3 des
Biegebalkens ist mit dem Aufnahmetopf 4 für das Metallkis
sen 5 verschraubt. Das Metallkissen 5 besteht aus
zusammgeballtem und verpreßtem Draht und überragt in
axialer Richtung den Aufnahmetopf 4, in welchem es
spielfrei angeordnet ist. Das Metallkissen 5 hat zylindri
sche Form und trägt an seiner von dem Aufnahmetopf 4
abgewandten Stirnseite eine Gleitlagerscheibe 6, deren
Durchmesser dem des Metallkissens 5 entspricht.
Auf der Gleitlagerscheibe 6 liegt der Boden 7 eines
topfförmigen Bauteils 8 auf, dessen Innendurchmesser um
einen definierten Betrag größer ist, als der Außendurch
messer des Aufnahmetopfes. Das Bauteil 8 überragt die
Gleitlagerscheibe 6 mit radialem Spiel und umgibt auch
das Metallkissen 5 teilweise. Zumindest unter Belastung
überdecken sich die seitlichen Wandungen des Aufnahme
topfes 4 und des Bauteiles 8, so daß eine exakt definier
te Wegbegrenzung sichergestellt ist. Dadurch, daß die
Anschläge hierzu von dem Aufnahmetopf 4 und von dem
Bauteil 8 gebildet werden, ist dafür gesorgt, daß das
Metallkissen 5 frei von Querkräften gehalten wird.
Das Bauteil 8 ist mittels einer Schraubverbindung an der
Lastaufnahmeplatte 9 befestigt. Diese Lastaufnahmeplatte 9
kann direkt von der zu messenden Last beaufschlagt werden;
es ist jedoch, insbesondere bei der Behälterverwägung,
auch vorgesehen, daß die Lastaufnahmeplatte 9 eine von
mehrerer Pratzen eines Behälters trägt. Die anderen
Pratzen können dann jeweils einer weiteren Wägezelle mit
der oben beschriebenen Lasteinleitungsvorrichtung
zugeordnet werden.
Zur Arretierung der Lastaufnahmeplatte 9, beispielsweise
beim Austausch der Wägezelle 1 oder der beschriebenen
Einleitungsvorrichtung, sind seitlich von Grundplatte 2
und Lastaufnahmeplatte 9 senkrecht zu diesen verlaufende
Stützplatten 10 vorgesehen, welche bei Bedarf mit der
Lastaufnahmeplatte 9 verschraubt werden.
Im Überdeckungsbereich der beiden Seitenwände des
Aufnahmetopfes 4 und des Bauteils 8 ist ein nicht
dargestellter Dichtring, beispielsweise ein Nutring oder
ein Faltenbalg, vorgesehen, der das Metallkissen 5 sowie
die Gleitflächen der Gleitlagerscheibe 6 und des Bodens 7
gegenüber der Umgebung abschirmt.
Als Überlastschutz für die Wägezelle 1 ist unterhalb des
freien Endes ein einstellbarer Anschlag auf der Grundplat
te 2 montiert.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Einleiten einer Last in eine Kraft
meßeinrichtung mit einem Lastaufnahmeelement, das über
ein komprimierbares Zwischenteil mit der Kraftmeßein
richtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischenteil als ein aus zusammengeballtem und
gepreßtem Draht gebildetes Kissen (5) ausgeführt ist,
und daß zwischen dem Lastaufnahmeelement (9) und der
Kraftmeßeinrichtung (1) eine Lagervorrichtung (6, 8)
vorgesehen ist, die eine begrenzte Relativverschiebung
quer zur Kraftrichtung zuläßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagervorrichtung durch eine mit dem Kissen (5)
verbundene Gleitfläche (6) und eine zugeordnete Gegen
fläche (7) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Gegenfläche der Boden (7) eines die Gleit
fläche (6) umgebenden topfförmigen Bauteils (8)
vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kissen (5) innerhalb eines Aufnahmetopfes (4)
angeordnet ist, der geringere Außenabmessungen als die
Innenabmessungen des Bauteils (8) besitzt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (5) und die
Lagervorrichtung (6, 7) gegenüber der Umgebung
abgedichtet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung (6,
7), das Kissen (5), der Aufnahmetopf (4) und das
Bauteil (8) mittels einer lösbaren Verbindung zwischen
dem Lastaufnahmeelement (9) und der Kraftmeßeinrich
tung (1) befestigt sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch Mittel zum Arretieren des
Lastaufnahmeelementes (9).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung
(1) einen Biegebalken als Meßfeder aufweist.
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