DE7622748U1 - Oberschalige waage - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. A. WEDDE
Dipl.»Ing. K. E M P L

München 80, Schumannstr. 2

19. JnI-; 1976 Akte: Gm 23 110

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz!

Oberschalige Waage

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines I-ermanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagschalenträger.

Zu lösen war die Aufgabe, bei einer solchen Waage ohne Erhöhung der elektromagnetischen Kraftwirkung (Erhöhung des Stroms durch die Spule und/oder der Anzahl Spulenwindungen und/oder Verstärkung des Magnetfeldes) den Wägebereich zu vergrössern. Dabei sollte eine robuste, dauerhafte Konstruktion mit geringem Platzbedarf gefunden werden, ohne dass eine Einbusse an Genauigkeit in Kauf zu nehmen wäre.

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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Waagschalenträger und der Spule ein einarmiger Uebersetzungshebel angeordnet wird, der mittels Zug-Biegelagern sowohl am Waagschalenträger als auch im Waagengestell befestigt ist, wobei der Uebersetzungshebel ein Lenker einer weiteren Parallelführung ist, mit welcher ein das Permanentmagnetsystem axial durchsetzender Träger für die Spule geführt ist.

Häufig wird aus einem Waagengrundtyp eine oder mehrere Folgetypen abgeleitet, beispielsweise mit verschieden grossen Wägebereichen und/oder verschieden hoher Auflösung. Um in einem solchen Fall die Anzahl der notwendigen verschiedenen Bauteile zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn wenigsten ein den Uebersetzungshebel koppelndes Biegelager über wenigstens ein versetzbares Distanzstück befestigt ist, derart, dass durch ein Versetzen des Distanzstückes eine Aenderung der Uebersetzung erzielbar ist. Mit denselben Elementen können so verschiedene Uebersetzungen verwirklicht werden.

Vorzugsweise sind das Permanentmagnetsystem und beide Parallelführungen an einer gemeinsamen Grundplatte befestigt. Diese Ausbildung ist sehr steif und wenig empfindlich gegen Eckenlastfehler. Bei einer anderen zweckmässigen Ausführungsform ist das Permanentmagnetsystem zwischen einer Grund- und einer Deckplatte eingeklemmt, wobei die unteren beiden Parallellenker an der Grundplatte und die oberen beiden Parallellenker sowie das Hauptlager des Uebersetzungshebels an der

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Deckplatte befestigt sind. Diese Variante erfordert zwar eine etwas längere Deckplatte, ist dafür aber noch steifer und noch weniger empfindlich gegen Eckenlastfehler.

Eine besonders gedrungene, kompakte Ausbildung der Waage ergibt sich, wenn beide Parallelführungen derart einander zugekehrt sind, dass der Waagschalenträger im Bereich der Lenker des Spulenträgers und der Spulenträger im Bereich der Lenker des Waagschalenträgers angeordnet ist.

.Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Waage gemäss einem

ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine Draufsicht zu Figur 1, und

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Waage gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wurde auf die Darstellung und Beschreibung derjenigen konventionellen Bestandteile verzichtet, welche für die Funktion und das Verständnis der Erfindung unwesentlich sind, z.B. Waagengehäuse, Ueberlastsicherung, Positionsdetektor, Auswertung, Anzeige. Es wird vielmehr jeweils die eigentliche Wägezelle erläutert.

Beispiel I (Figuren 1 und 2

Ein Topfmagnetsysr.em 10 umfasst in bekannter Weise einen Kern 12, einen Zylinder 14 aus ferromagnetischem Material sowie eine Deckplatte 16 und eine Grundplatte 18. Durch eine zentrale

Bohrung 20 ragt ein Träger 22, an dessen unterem Ende ein Kunststoffkorb 24 mit darauf gewickelter Spule 26 fixiert ist. Letztere taucht in einen ringförmigen Luftspalt 28 zwischen den Polschuhen am unteren Ende des Topfmagnetsystems -10.

Die Grundplatte 18 ist gleichzeitig Konsole der ganzen Wägezelle. Durch ein Loch 30 in ihr ragt ein Waagschalenträger mit einem Stift 33 zur Aufnahme einer Waagschale. Er ist mittels je zweier oberer und unterer Lenker 34 parallel geführt. Die Lenker 34 bilden paarweise je ein Dreieck, dessen Spitze durch die jeweils übereinander geführten Enden der Lenker über bzw. unter dem Waagschalenträger 32 gebildet wird, mit dem diese Enden verschraubt sind. Die Grundlinie des erwähnten Dreiecks ist in Figur 2 rechts ersichtlich (Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten). Die beiden oberen Lenkerenden sind übez" Säulen 36 mit der Konsole (Grundplatte) 18 verschraubt, wobei Zwischenscheiben die Höhendifferenz ausgleichen, die sich aus der Dicke der Lenker 34 ergibt. Ein Blechstreifen 38 zwischen Mutter 39 und Lenker verhindert ein Verdrehen des letzteren beim Festschrauben. Die beiden unteren Lenker sind in gleicher Weise über - entsprechend kürzere Säulen 36', Zwischenscheiben und Streifen 38' mittels Muttern 39' befestigt.

Um die Biegestellen der Lenker 34 eindeutig zu definieren, Sind letztere in zweifacher Hinsicht verjüngt: Zum einen verfügen sie dort über eine Aussperrung 42, zum anderen über eine, beispielsweise eingeprägte, Ouerschnittsverringerung 44.

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Die Verbindung der Grundplatte 18 zum Waagenchassis stellen zwei Leisten 40 her.

Die Kraftübertragung vom Waagschalenträger 32 auf den Spulenträger 22 geschieht über einen einarmigen Hebel 46. Dieser ist mittels Biegelagern aufgehängt. Ein Lager 48 verbindet den Hebel 46 mit dem oberen Ende des Spulenträgers 22. Ein längeres Lager 50 stellt die Verbindung zwischen dem Hebel 46 und dem Waagschalenträger 32 her. Schliesslich ist der Hebel über zwei Lager 52 an einem Querträger 54 aufgehängt, der über zwei Säulen 56 mit der Grundplatte 18 verbunden ist. Die beiden Lager 52 sind symmetrisch zu einer Geraden durch den Spulenträger 22 und den Waagschalenträger 32 mit je einem Ausleger 58 deb Hebels 46 verschraubt.

Unter der Grundplatte 18 sind an deren linkem Ende mittels kurzer Säulen 60 zwei Lenker 62 angebracht, die sich, analog zu den Lenkern 34, am anderen Ende in einem Punkt treffen und dort mit dem unteren Ende des Spulenträgers 22 verschraubt sind. Sie verfügen über ähnliche Verjüngungen zur Festlegung der Biegestellen, wie die Lenker 34 (42, 44). Die Lage der Biegestellen in den Lenkern 62 entspricht dem Abstand zwischen den Lagern 48 und 52 des Hebels 46, so dass damit der Spulenträger 22 ebenfalls parallel geführt ist.

Wie ersichtlich, sind die beiden Parallelführungen mit ihren Spitzen einander zugekehrt und übergreifend angeordnet. Daraus resultiert eine äusserst raumsparende Anordnung.

Bei der Aufhängung des Hebels 46 am Querträger 54 ist je ein Distanzstück 64 vorgesehen, das im vorliegenden Beispiel zwischen dem Lager 52 und dem Ausleger 58 fixiert ist. Soll das Uebersetzungsverhältnis ein anderes sein, so ist das -Distanzstück 64 stattdessen zwischen dem Querträger 54 und dem Lager 52 eingesetzt. Je nach Dimensionierung der Distanzstücke (es · I

können natürlich auch jeweils mehrere sein) lassen sich so \ mit den gleichen Elementen verschiedene Uebersetzungsverhält- \

.nisse wählen. \

j Beispiel II (Figur 3) \

Die hier dargestellte Variante unterscheidet sich, bei glei- j chem Grundaufbau, vom oben beschriebenen Beispiel I dadurch, dass die Deckplatte 16' hier verlängert ausgeführt ist. Dies bedingt zwar ein grösseres Gewicht der ganzen Wägezelle, andererseits aber ergibt sich damit ein einfacherer und wesentlich steiferer Aufbau, woraus eine merklich erhöhte Unempfindlichkeit gegen Eckenlast resultiert. Der entsprechend angepasste Hebel 46' ist nunmehr direkt an zwei symmetrischen Enden 66 der Deckplatte 16' angehängt, zwischen denen der Waagschalenträger 32 angeordnet ist.

Die oberen Lenker 34 der Parallelführung des Waagschalenträgers 32 sind hier an merklich kürzeren Säulen 36^fl befestigt, welche nicht mehr an der Grundplatte 18, sondern ebenfalls an der auch nach rechts entsprechend verlängerten Deckplatte 16' montiert sind. Diese Verkürzung der Säulen (36-* 36' ') und das Entfallen der Säulen 56 (siehe Figur 1) wirken sich in einem merklich verbesserten Eckenlastverhalten aus.

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mm *7 —

In beiden Beispielen sind die stärker belasteten Lager 50 und 52 im Gleichgewichtszustand lediglich von Zugkräften beansprucht und können dementsprechend so dimensioniert werden, dass sie lediglich eine kleine Rückstellkraft gegen Biegung aufweisen. Lediglich das Lager 48 wird auf Druck beansprucht, was jedoch weniger ins Gewicht fällt, da es nur relativ kleine Kräfte zu übertragen hat (bei einer Hebelübersetzung von z.B. 1:10 nur VlO der Maximallast plus Totlastanteil).

Die im Beispiel I gezeigten Distanzstücke 64 können ebenso im Beispiel II verwendet werden. Grundsätzlich können die Distanzstücke sowohl dem Lastlager 50 als auch dem Hauptlager 52 als auch beiden Lagern zugeordnet sein.

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Claims (5)

- 8 "·;:. ■ :" ]9. Juli 1976 Akte: Gm 23 110 Schutzansprüche '—''

1. Oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagsohalenträger, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Waagschalentrölger (32) und der Spule ein einarmiger Uebersetzungshebel (46; 46') angeordnet ist, der mittels Zug-B.iegelagern sowohl am Waagschalenträger als auch im Waagengestell befestigt ist, wobei der Uebersetzungshebel ein Lenker einer weiteren Parallelführung ist, mit welcher ein das Permanentmagnetsystem axial durchsetzender Träger (22) für die Spule (24, 26) geführt ist.

.2. Oberschalige Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' dass wenigstens ein den Uebersetzungshebel (46) koppelndes Biegelager (50; 52) über wenigstens ein versetzbares Distanzstück (64) befestigt ist, derart, dass durch ein Versetzen des Distanzstückes eine Aenderung der Uebersetzung erzielbar ist.

3. Oberschalige Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetsystem und beide Parallelführungen an einer gemeinsamen Grundplatte (18) befestigt sind.

4. Oberschalige Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetsystem zwischen einer Grund- (18) und einer Deckplatte (16') eingeklemmt ist, wobei die unteren beiden Parallellenker an der Grundplatte uud die oberen beiden Parallellenker sowie das Hauptlager (52) des Uebersetzungshebels (46') an der Deckplatte (16¹) befestigt sind.

5. Oberschalige Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Parallelführungen derart einander zugekehrt sind, dass der Waagschalenträger (32) im Bereich der Lenker des Spulenträgers und der Spulenträger (22) in; Bereich der Lenker des Waagschalenträgers angeordnet ist.

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