DE7822021U1

DE7822021U1 - SPRING ELEMENT FOR BENDING BEARINGS OF MOVABLE COMPONENTS IN PRECISION, FINE AND ANALYSIS SCALES

Info

Publication number: DE7822021U1
Application number: DE19787822021
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1978-07-22
Filing date: 1978-07-22
Publication date: 1978-12-21

Description

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I BeschreibungI description

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\ Die Erfindung betrifft ein Federelement für Biege- \ The invention relates to a spring element for bending

I lager von beweglich gelagerten Bauteilen in Präzi-I storage of movably mounted components in precision

ϊ sions-. Fein- und Analysenwaagen, bei dem dasϊ sion. Precision and analytical balances where the

' . 5 Federmaterial eine 'durch Querschnittsreduzierung i erziehlte Soll-Biegestelle aufweist.'. 5 spring material a 'by reducing the cross-section i has achieved target bending point.

Waagen der .oben genannten Gattung arbeiten zumeist nach dem elektromagnetischen Kompensationsprinzip, '■'.■ 10 bei dem die mechanischen Bauteile der Waage prak- }■ tisch weglos arbeiten, da die von den BauteilenScales .oben mentioned type generally operate according the electromagnetic principle of compensation, '■'. ■ 10 in which the mechanical parts of the scale practical} ■ work table without displacement, as that of the components

si auszuführenden- Bewegungen nur einige Zehntel-movements to be carried out only a few tenths

I Millimeter betragen. Diese beweglichen BauteileI should be millimeters. These moving parts

f. ' in Form von Hebeln, Waagebalken und Lenkern der f. ' in the form of levers, balance beams and handlebars of the

y 15 Parallelführung sind mit Hilfe von beidseitig ein-y 15 parallel guides are possible with the help of one-sided

I_I gespannten Biegelagern an gehäusefesten Bauteilen I _I clamped flexure bearings on components fixed to the housing

- ' oder aber an relativ zueinander beweglichen Waagen-- 'or on scales that can move relative to one another -

I bauteilen gelagert. Wegen der wegarmen AuslenkungI stored components. Because of the poor deflection

■ der Federelemente in der Biegeachse treten in dieser I 20 Richtung nur ganz geringe Kräfte auf, während in der■ the spring elements in the bending axis occur in this I 20 direction only very small forces, while in the

i Richtung rechtwinklig zur Biegeachse die Federele-i Direction at right angles to the bending axis, the spring element

1 mente die Aufgabe haben, im Biegelager für eine not-1 ments have the task of working in the bending warehouse for an emergency

? wendige Seitensteifigkeit zu sorgen um eine ein-? manoeuvrable lateral stiffness to ensure an

l- wandfreie Führung der Bauteile zu gewährleisten.to ensure l- wall-free guidance of the components.

t ²⁵ t ²⁵

} Wegen der hohen Empfindlichkeit von Waagen der } Because of the high sensitivity of the scales

ί oben genannten Gattung, müssen diese Biegelagerί above genus, these flexible bearings need

:"' in Bewegungsrichtung der Bauteile möglichst wider-: "'as possible in the direction of movement of the components

1 standslos, d. h. ohne Rückstellkräfte arbeiten,1 stationary, d. H. work without restoring forces,

30 damit das Wägeergebnis nicht verfälscht wird.30 so that the weighing result is not falsified.

''< Als Federelement gelangen dabei etwa 0,5 mm starke ''< The spring element used is about 0.5 mm thick

und noch dünnere Metallplättchen aus Bronze Berylliumlegierung zur Anwendung, wobei die auf-S 35 grund der Walztechnik vorhandene Materialstärke ;■ im Bereich der Biegeachse bis auf. wenige Hundertstel-and even thinner metal platelets made of bronze beryllium alloy are used, with the on-S 35 material thickness available due to the rolling technology; ■ in the area of the bending axis up to. a few hundredths

Millimeter reduziert wird.Millimeter is reduced.

]. SW 7803]. SW 7803

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Bisher wurde diese Querschnittsreduzierung durch eine in der Biegeachse vorgenommene Prägestelle oder durch einen spanabhebenden Materialabtrag, also z. B. durch Fräsung erziehlt. Im ersteren Fall wird die ansich bei solchen gewalzten Blechen homogene Materialschicht im Bereich der Prägestellen verdichtet, so daß die ansich bekannte Federkonstante des Federmaterials verändert wird und sich nur noch durch Versuchsmessungen ermitteln läßt. Die durch die Prägung erfolgte Veränderung der Federkonstante ist im übrigen bei jedem Federelement individuell verschieden, so daß zwangläufig eine solche Veränderung des Ferdermaterials als Reproduktionsfehler in die Anzeige der Waage eingehen und durch aufwendige mechanische oder elektronische Mittel wieder eliminiert werden muß.So far, this cross-section reduction has been achieved by means of an embossing point made in the bending axis or by a cutting material removal, so z. B. obtained by milling. In the former In the case of such rolled sheets, the material layer becomes homogeneous in the area the stamping points are compressed so that the spring constant of the spring material, known per se, changes and can only be determined by experimental measurements. The one through the embossing Any change in the spring constant is different for each spring element, so that inevitably such a change in the Ferdermaterials as a reproduction error in the Display of the scales received and again by complex mechanical or electronic means must be eliminated.

Die Dicken-Fräsung der Soll-Biegestellen ist nicht nur aufwendig und ungenau, sondern führt auch bei schlechter Ausführung zu einer scharfkantigen Soll-Biegestells, was wieder zu Kerbspannungen in der Biegestelle führen kann.Milling the thickness of the desired bending points is not only time-consuming and imprecise, but also leads to poor execution to a sharp-edged target bending frame, which again leads to notch stresses can result in the bending point.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Federelement für den oben angegebenen Zweck zu schaffen, bei dem nicht nur die Homogenität des Federmaterials im Bereich der Soll-Biegestellen beibehalten ist sondern auch durch die Form des stehenbleibenden Materialsteges im Bereich der Biegeachse die Federcharakteristik der Blattfeder nicht verändert wird.The invention is therefore based on the object to create a spring element for the above-mentioned purpose with simple means, in which not only the homogeneity of the spring material in the area of the intended bending points is retained but also the spring characteristics due to the shape of the remaining material web in the area of the bending axis the leaf spring is not changed.

SW 7803SW 7803

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Soll-Biegestelle durch einen dicken-geätzten, in der Biegeachse liegenden, muldenförmigen Material-Steg des Federmaterials gebildet ist. 5According to the invention, this object is achieved by that the desired bending point is through a thick-etched, trough-shaped material web lying in the bending axis of the spring material is formed. 5

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.Advantageous further developments are protected in the subclaims.

Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten 1D Ausführungsmöglichkeiten zuläßt ist in 2 Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:The inventive idea, which is the most diverse 1D design options are available in 2 design examples explained on the basis of the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung' eines beidseitig in Bauelementen einer Waage eingebauten Federelementes;1 shows a greatly enlarged sectional view of a component of a balance on both sides built-in spring element;

Fig. 2 und 3 Längstschnitte durch zwei FederelementeFig. 2 and 3 longitudinal sections through two spring elements

und
2Dand
2D

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Federelement.4 shows a plan view of a spring element.

Das in den Figuren 1 bis 4 stark vergrößert dargestellte Federelement 5 hat eine Ist-Stärke von etwa 0,5 mm und besteht aus einer Legierung aus Bronze -The spring element 5, which is shown greatly enlarged in FIGS. 1 to 4, has an actual strength of approximately 0.5 mm and consists of an alloy of bronze -

1 Beryllium. Die beiden freien Enden des Federelementes |1 beryllium. The two free ends of the spring element |

5 sind in schematisch dargestellten Einspannlagern5 are in clamping bearings shown schematically

3, 4 festgeklemmt, wobei das eine Einspannlager 3, 4 |3, 4 clamped, one clamping bearing 3, 4 |

z. B. Teil eines Festpunktes 1 des Waagengehäuses einer j Waage und das andere Einspannlager 3, 4 Teil eines beweglichen Bauteiles 2 sein kann z. B. der Oberlenker einer Parallelführung. Das Bauteil 2 hat etwa eine Längenausdehnung von 10 bis 15 cm, wobei das freie Ende dieses Bauteiles bei Waagen derz. B. part of a fixed point 1 of the balance housing of a j balance and the other clamping bearing 3, 4 can be part of a movable component 2 z. B. the top link of a parallel guide. The component 2 has a length extension of approximately 10 to 15 cm, the free end of this component in the case of scales

eingangs genannten Gattung beispielsweise eine !type mentioned at the beginning, for example, one!

Vertikalbewegung um die Biegeachse 7 von einigenVertical movement around the bending axis 7 of some

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I I I I 1 } 1 t ti I * · ·I I I I 1} 1 t ti I * · ·

Zehntel-Millimetern ausführt. Am Federelement 5 treten' nur ganz geringe senkrecht wirkende Kräfte auf. Aus diesem Grund ist die Soll-Biegestelle durch Dicken-Ätzung soweit im Querschnitt reduziert, daß der Materialsteg 6 im Bereich der Biegeachse z. B. nur noch 0,08 mm dick ist. Diese geringe Materialstärke im Bereich der Biegeachse 7 führt dazu, daß kaum Rückstellkräfte aus dem Federlement 5 auf das Bauteil 2 einwirken, andererseits aber die Seitenführung des Bauteiles 2 einwandfrei gewährleistet ist.Executes tenths of a millimeter. At the spring element 5 only very small perpendicular forces occur on. For this reason, the desired bending point is reduced in cross-section by thickness etching, that the material web 6 in the area of the bending axis z. B. is only 0.08 mm thick. This low Material thickness in the area of the bending axis 7 means that hardly any restoring forces from the spring element 5 act on the component 2, but on the other hand the lateral guidance of the component 2 is flawless is guaranteed.

j Die Querschnittsreduzierung ist erfolgt indem gemäßj The cross-section is reduced in accordance with

Fig. 2 in einem parallelen Bereich beiderseits der Biegeachse 7 ein säureresistenter Lack 8 aufgetragen ist, de^ den übrigen Bereich des Federelementes schützt. Ein in die lackfreie Schneise nach festgelegter Zeit, Intensität und Säurekonzentration aufgebrachter Säurestrahl ätzt den Materialsteg auf Soll-Stärke im Bereich der Biegeachse 7. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, kann die Querschnittsreduzierung einseitig oder beidseitig erfolgen, so daß der Materialsteg B gemäß Fig. 2 einseitig oder gemäß Fig. 3 beidseitig muldenförmig in den vollen Querschnitt des Federelementes 5 übergeht. 2, an acid-resistant lacquer 8 is applied in a parallel area on both sides of the bending axis 7 is, de ^ protects the remaining area of the spring element. One in the paint-free aisle according to the established The acid jet applied over time, intensity and acid concentration etches the material web to the target thickness in the area of the bending axis 7. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the cross-sectional reduction take place on one or both sides, so that the material web B according to FIG. 2 is trough-shaped on one side or according to FIG. 3 on both sides merges into the full cross section of the spring element 5.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann der Materialsteg B zusätzlich auch in Richtung der Biegeachse durch muldenförmige beidseitige Einschnürungen 9As can be seen from FIG. 4, the material web B can additionally also be directed in the direction of the bending axis by trough-shaped constrictions on both sides 9

im Querschnitt reduziert sein, wobei auch hier die seitlichen Übergänge zum vollen Materialquerschnitt fließend sind. Auch hier erfolgt der Materialabtrag durch Dicken-Ätzung.be reduced in cross-section, with the lateral transitions to the full material cross-section here as well are fluent. Here, too, the material is removed by thickness etching.

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Claims

• · «· ff ItI ι π r * ο ^ λ λ ρ% t · ■ * · Sartorius GmbH Weerider Landstr. 94-108 2 July 4, 1978 34D0 Göttingen SW 7B03 Kö / ka Spring element for flexible bearings of movably mounted components in precision, fine and analytical balances. Protection claims

1. Spring element for flexible bearings of moveable bearings Components in precision, precision and analytical balances in which the spring material has a desired bending point achieved by reducing the cross-section, characterized in that the desired bending point by a thick-etched one in the bending axis (7) lying, trough-shaped material web (6) of the spring material (5) is formed.

2. Spring material according to claim 1, characterized in that the thick-etched material web (B) as bilateral Material removal of the spring element (5) is formed.

3. Spring element according to claim 1, characterized in that the thick-etched material web (B) as a one-sided, Trough-shaped recess of the spring element (5) formed is.

4. Federlelement according to Anspruck 1 to 3, characterized by a leaf spring (5) which, in the area of the bending axis (7), shortens this, constrictions on both sides (9) which merge into the thick-etched material web (B) of the bending point.