DE7820776U1 - Waage - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Waage, insbesondere eine Präzisionswaage bzw. Analysenwaage, deren Waagschale am oberen Ende eines mit einem wegarmen Meßwandler gekoppelten, parallel geführten . Lastaufnehmers angeordnet ist, wobei in der mechanischen Verbindung zwischen Waagschale und Lastaufnehmer ein vorgespanntes, elastisches Bauteil angeordnet ist, dessen Federweg größer ist, als der freie Weg der Waagschale bis zu einem waagenfesten Anschlag.

Derartige oberschalige Präzisionswaagen arbeiten bei den mechanischen Bauarten mit Hilfe einer Hebelanordnung und schaltbaren Gewichtssätzen oder elektromechanisch, wobei ein Meßwandler nach dem elektromagnetischen Kraftkompensationsprinzip, nach dem Prinzip der schwingenden Saite oder mit Dehnungsmeßstreifen arbeitet. In allen Fällen führt der die Waagschale tragende Lastaufnehmer eine Vertikalbewegung von wenigen Zehntel- oder wenigen Millimetern aus, ehe er auf einen gehäusefesten Anschlag aufsetzt, der die Waagenmechanik gegen Überbeanspruchung schützen soll. Derartige Belastungen treten auf, wenn durch fehlerhaftes Bedienen Lasten zu hart auf die Waagschale aufgesetzt werden, zu sehr im Peripheriebereich oder sonotwie unsachgemäß positioniert werden.

Bei einer bekannten Waage der eingangs genannten Bauart gelangt eine sternförmig ausgebildete Feder als Überlastsicherung zur Anwendung, die zwischen Waagschale und Lastaufnehmer angeordnet ist. Dieses federnde Bauelement aus sternförmig

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um den Tragzapfen der Waagschale angeordneten Blattfederarmen zeigt nicht die gewünschten Ergebnisse für das Eliminieren von mittig auf der

φ Waagschale aufgesetzten Überlasten. Bei exzentrisch

aufgebrachter Last muß jeder Sternfinger die volle mögliche Belastung aufnehmen können, damit erhöht sich die mittig aufgesetzte Last annähernd entsprechend der Anzahl der Sternfinger.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Waage nach dem Oberbegriff mit einfachen Mitteln so weiterzubilden, daß sowohl zentral als auch an der Peripherie der Waagschale wirkende Überlasten und Stöße einwandfrei aufgefangen und nicht in das System eingeleitet werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine das elastische Bauteil bildende oder in sich aufnehmende, aus Oberlenker und Unterlenker bestehende Hilfsparallelführung, die die Waagschale mit dem

Lastaufnehmer im Wägebereich quasi starr und oberhalb des Wägebereichs elastisch nachgiebig koppelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den übrigen Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zuläßt, ist in drei Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Dabei zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch das Wägesystemj

Fig. 2 in entsprechender Darstellung eine die Hilfsparallelführung betreffende Variante zu Fig. 1j

Fig. 3 einen Vertikalschnüt nach der Linie 3-3 in der Fig. 4 einer weiteren Ausführungsform und

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Linie 4 - 4 in Fig. 3.

Die Überlastsicherung findet in vorliegenden Beispiel Anwendung bei einer oberschaligen Präzisions- oder Analysenwaage mit elektromagnetischer Lastkompensation. Der Lastaufnehmer 1 ist mit Hilfe einer Parallelführung 5 an Festpunkten des Gehäuses 4 vertikal geführt und zwar in einem Bereich, der durch die Anschläge 9 bestimmt ist. Der Vertikalweg des Lastaufnehmers 1 beträgt somit nur wenige Zehntel-Millimeter. Die Parallelführung ist gebildet durch einen trapezförmigen oder dreieckförmigen Oberlenker 5 und einen entsprechend ausgebildeten Unterlenker 5, die durch Biegegelenke 17 mit den Festpunkten des Gehäuses 4 und dem Lastaufnehmer verbunden sind. Die elektromagnetische Lastkompensation erfolgt in üblicher Weise mit Hilfe eines am Lastaufnehmer 1 angeordneten Spulenhalters θ mit Spule 7, welche in den Luftspalt eines Permanentmagneten B eintaucht, der feststehend am Gehäuse 4 angeordnet ist. Der elektrische Teil der Waage ist schematisch dargestellt durch den mit dem Lastaufnehmer-1 gekoppelten wandler 28 und der damit gekoppelten Anzeigeeinrichtung 29.

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Normalerweise durchdringt das obere Ende des Last- ?

aufnehmers 1 berührungsfrei das Oberteil des |

Gehäuses 4 und nimmt den konisch geformten Waag- t

schalenzapfen 10 der Waagschale 2 direkt auf. f.

Im Ausführungsbeispiel gemäB Fig. 1 und 2 setzt ,7

sich jedoch der Lastaufnehmer 1 in einem Waag- t

sehalenträger 11 fort, der mit Hilfe einer gf

Hi]fsparallelführung 3 an eine Konsole 15 des |

Lastaufnehmers 1 gekoppelt ist. $

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht diese |

Parallelführung aus sinern dreieckförmigen oder 1

trapezförmigen Oberlenker 3 und einem entsprechenden f

Ii- Unterlenker 3, die Biegestellen 18 aufweisen. §

In Form eines Kragarmes steht eine bis in die · |

Sollage vorgespannte Blattfeder-14 uor_; die über | den Abstützpunkt 16 den Waagschalenträger 11 gegen den Anschlag 30 bis Lastaufnehmer 1 drückt. Die

Blattfeder 14 ist dabei so ausgelegt, daß sie im j

Bereich der für die Waage speziell zulässigen |

Höchstlast wie ein in sich starres Bauteil wirkt %

und erst bei geringfügigem Überschreiten der «

Höchstlast, wie in Fig. 1 angedeutet, in die J

gestrichelte Stellung ausweicht. Dies führt dazu, fj

daß der Waagschalenträger 11 ebenfalls durch die S Hilfsparallelführung 3 parallel geführt nach unten ausweicht, wobei sich die Waagschale 2 mit ihrer Unterseite auf den gehäusefesten Anschlägen 19

abstützt, so daß die schädlichen Belastungen *.

nicht in das mechanische System eingeleitet werden. ?

Der mögliche Vertikalweg a_ der Waagschale 2 bis

zum gehäusefesten Anschlag 19 ist dabei geringer j,

als der mögliche Weg der Blattfeder 14 in Ausweich- | richtung nach unten.

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Wird eine im Wägebereich der Waage liegende Last auf die Waagschale 2 aufgesetzt, so wirkt die Verbindung 11, 14, 3, 15 quasi starr und bei Überschreiten des höchst zulässigen Wägebereichs praktisch als elastisch nachgiebige Koppel.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, die in den wesentlichen Bauteilen mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 übereinstimmt, gelangen als Oberlenker 13 und Unterlenker 13, Blattfederelemente zur Anwendung, die sowohl die Aufgabe der Hilfsparallelführung 3 als auch die Aufgabe der Blattfeder 14 gemäß Fig. 1 übernehmen. Die Blattfedern 13 sind ebenfalls bis in die Sollage vorgespannt, wobei diese durch den Anschlag 30 am Lastaufnehmer

1 und Waagschalenträger 11 gegeneinander abgestützt sind. Die Widerstandskraft der Blattfeder 13 ist dabei so ausgelegt, daß sie ebenfalls die Waagschale

2 mit dem Lastaufnehmer 1 im Wägebereich quasi starr und oberhalb des Wägebereichs elastisch nachgiebig koppelt. Auch hier weicht der Waagschalenträger 11 bei Überschreiten des Wägebereichs mittels der Hilfsparallelführung 13 nach unten aus, so daß sich die Waagschale 2 auf den gehäusefesten Anschlag 19 aufsetzt. Dadurch wird das System nicht unzulässig überlastet.

Bei beiden Ausführungsformen ist die Hilfsparallelführung 3 bzw. 13 praktisch Teil des Lastaufnehmers 1.

In Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und 4 ist die Hilfsparallelführung 3 Teil der Waagschale 2 bzw. des im WaagSchalentragzapfen 10 endenden Waagachalenträgers 20 bis 26. Wie in Fig. 3 angedeutet, endet das obers Ende des Lastaufnehmers 1 unmittelbar im Gehäusedurchlaß und nimmt den Waagschalentrag-

zapfen 10 direkt auf. Unter Wegfall der Bauteile

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und 13 ist der Lastaufnehmer-1 entsprechend Fig. ausgebildet und ebenfalls jnit der Parallelführung und mit der elektromagnetischen Lastkompe'nsation verbunden.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 stützt sich die Waagschale 2 auf der Platte 23 des Waagschalenträgers 21, 20 ab, die mit Hilfe des Oberußd Unterlenkers 3 ein Gelenkviereck bilden. Die Stütze 20 weist einen Tragarm 26 auf, der im Waagschalentragzapfen 10 endet. Der Tragarm 26 wird durchsetzt von einem Gsgenhaltsr 24, dsr mit einem tellerförmigen Wiederlager 25 unter den Tragarm greift und oberseitig mit der Platte 23 verbunden ist. Die Platte 23 stützt sich andererseits mit Hilfe des Zapfens 22 auf der vorgespannten Blattfeder 14 ab, die im nicht vorgespannten Zustand die gestrichelte Stellung gemäß Fig. J einnimmt. Auch hierbei ist die Stärke der Blattfeder 14 so ausgelegt,daß das Gelenkviersck 21, 3, 20 im Wägebereich quasi starr und oberhalb des Wägebereiches praktisch elastisch nachgiebig ist.

überschreitet eine auf die Waagschale 2 aufgesetzte Last die waagenspezifische Höchstlast, so gibt die Blattfeder 14 nach und diq Platte 23 mit Stütze 21 bewegen sich vertikal in Richtung auf das Waagengehäuse 4 zu und stützen sich mit der Zentrierung 16 auf, so daß der Lastaufnehmer 1 entlastet wird. Ober- und Unterlenker 3 schwenken dabei um die rechtsseitig liegenden Biegegelenke 18 an der Stütze 20.

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Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, bestehen Ober- und Unterlenker 3 der Hilfsparallelführung aus einem über die ganze Breite der Stützen 20, 21 gehenden Flachmaterial, welches an den Stützen 20 und 21 mittels Spannschrauben 27 eingespannt ist. über die Gesamtbreite verlaufsnde Soll-Biegestellen bilden die Biegegelenke 16.

Wie aus Fig. 3 deutlich wird, ist der freie Weg fc) der Blattfeder 14 größer gehalten als der Weg a_ der Lastschale 2 bis zu dem gehäusefesten Anschlag 4.

Auch bei sogenannten Ecklasten sorgt die Hilfsparallelführung 3 bzw. 13 für eine exakte Führung der Waagschale 2, ohne daß diese seitlich abkippen kann.

Die Ober- und Unterlenker 3 können auch bei dieser Ausführung aus Blattfederelementen, ähnlich wie unter Fig. 2 beschrieben, ausgebildete werde. Dabei entfällt dann der Zapfen und die Blattfeder 14.

Der Weg des Lastaufnehmers 1 bei solchen elektromagnetischen kompensierenden Waagen beträgt nur wenige Zehntel-Millimeter, während er bei mechanischen Waagen im Bereich von 4 - Π ; im liegen kann. In beiden Fällen ist das Prinzip der beschriebenen überlastsicherung wirksam. Durch entsprechende Wahl der Feder 14 bzw. 13 kann die überlastsicherung auf die waagenspezifischen Überlasten der einzelnen Waagentypen eingestellt werden.

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Claims (8)

Schutzanspruche

1. Waage, deren Waagschale am oberen Ende sines mit einem wegarmen Meßwandler gekoppelten, parallel geführten Lastaufnehmers angeordnet ist, wobei in

der mechanischen Verbindung zwischen Waagschale und Las taufnehmer ein vorgespanntes elastisches Bauteil angeordnet ist, dessen Federweg größer ist als der freie Weg ^ur Waagschale bis zu einem waagen-

festen Anschlag, gekennzeichnet durch eine das

elastische Bauteil bildende oder in sich aufnehmende, aus Oberlenker (3,13) und Unterlenker [3,133 bestehende Hilfsparallelführung, die die Waagschale (2) mit dem Lastaufnehmer (1) im Wägebereich quasi

starr und oberhalb des Wägebereichs elastisch nachgiebig koppelt.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterlenker (13) als Blattfeder

ausgebildet sind.

3. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterlenker (3) Gelenklager (18)
aufweisen,, und das Gelenkviereck sich auf mindestens einer Feder (14) abstüzt.

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4. Waage nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14) im Freiraum von Ober- und Unterlenker C3] der Hilfsparallelführung angeordnet s^ nd.

5. Waage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsparallelführung [11,3,13,153 Teil des Lastaufnehmers (1) ist.

B. Waage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsparallelführung C2G,21,3) Teil der Waagschale ist.

7. Waage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsparallelführung durch eine dem Waagschalentragzapfen (1D] zugeordnete Stütze

(20) und eine der Waagschale (2] zugeordnete Stütze

(21) und durch zwei parallel verlaufende und mit den Enden in den Stützen (20,21) eingespannte, Gelenkstellen (18) aufweisende Biegeplatten (3) gebildet ist, und daß sich die der Waagschale (2) zugeordneten Stütze (21) über einen Zapfen (22) auf dem freien Ende einer Blattfeder (14) abstützt, deren anderes Ende in der den. Waagschalentragzapfen zugeordneten Stütze (20) eingespannt ist, und daß die der Waagschale (2) zugeordneten Stütze (21) zusätzlich über einen der vorgespannten Blattfeder entgegenwirkenden Gegenhalter aufweist, dessen freies !rnde sich an der dem Waagschalentragzapf en

(10) zugeordneten Stütze (20) gegenläufig zum Zapfen (22) abstützt.

8. Waage nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsparallelführunp (11,3,13) durch einen zur Vertikalachse des Lastaufnehmers

(1) achsparallel verlaufenden Waagschalenträger (11)

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sowie durch die mit diesem und dem Lastaufnehmer (1) verbundensn Ober- und Unterlenker (3 bzw. 13) gebildet ist, und daß das die Waagschale (2) aufnehmende Ende des Waagschalenträgers (11) in der Nähe der Systemachse des Lastaufnehmers (1) endet.

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