DE7923543U1

DE7923543U1 - Praezisionswaage

Info

Publication number: DE7923543U1
Application number: DE19797923543
Authority: DE
Original assignee: Mettler Instrumente AG
Current assignee: Mettler Instrumente AG
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1979-12-20
Also published as: DE2933415C2; CH634655A5; DE2933415A1

Description

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Präzisionswaage

Die Erfindung betrifft eine Präzisionswaage, deren Waagschale am oberen Ende eines mit einem wegarmen Messwandler zusammenviirkenden Lastaufnehmers angeordnet ist und über wenigstens ein elastisches Bauteil zum Schutz vor üeberlast verfügt.

Eine bekannte Waage dieser Gattung (schweizerische Patentschrift 604 143) weist eine mehrteilige runde Waagschale auf, und der untere Teil der Waagschale ist über eine konzentrisch zum etwa punktförmig auf den Lastaufnehmer wirkenden Kraftangriff angeordnete elastische Parallel -■ führung mit dem Lastaufnehmer verbunden. Diese bekannte Anordnung ist zweckmässig für runde Waagschalen, sowie für rechteckige Waagschalen bei Waagen kleinerer Kapazität (bis wenige Kilogramm Höchstlast). Für Waagen höherer Kapazität mit in der Regel rechteckiger, relativ grossflächiger Waagschale ist der bekannte Ueberlastschutz weniger geeignet; solche grösseren Waagschalen sind aus Gründen gleichmässigerer Lastverteilung über mehrere, in der Regel vier Verbindungsglieder mit dem Lastaufnehmer

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verbunden, und vier Parallelführungen der bekannten Art würden einen recht hohen Aufwand bedingen; ausserdem wäre das gewünschte Verhalten der Waagschale bei Ueberlast, nämlich paralleles Ausweichen auch bei exzentrischer Belastung, nicht gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung war* es, einen Ueberlastschutz zu finden, der sowohl für hochlastige Präzisionswaagen mit grosser, rechteckiger Waagschale als auch für runde Waags analen niedriglastiger Waagen verwendbar ist. Er sollte eine flache Bauweise erlauben, praktisch unabhängig vom Angriffspunkt der Last wirken und (im Gegensatz zur bekannten Parallelführung mit Blattfedern) über einen nur kleinen Belastungsbereich zwischen der Normallage und der Lage am Anschlag unter Ueberlast verfügen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Waagschale zwei relativ zueinander zwischen zwei Grenzlagen bewegliche Formteile umfasst, wobei wenigstens eine Feder jeweils an beiden Formteilen angreift und diese unter Mitwirkung von einer Mehrzahl von zwischen den Formteilen beweglich gefangenen Distanzstücken in einer der Grenzlagen zu halten bestrebt ist.

Diese Lösung bewirkt, dass bei Ueberlast, d.h. wenn die Vorspannung der Anordnung überwunden wird, die Waagschale praktisch sofort in die Anschlagstellung geht. Das mit diesem Schnappeffekt rege]massig verbundene Geräusch wirkt nebenbei als akustisches Alarmsignal: Bei Ueberlast klappt die Waagschale hörbar zusammen, bei nachfolgender genügender Entlastung geht sie ruckartig wieder in die Normalstellung (Wägestellung).

Vorzugsweise verfügen die beiden aus Blech bestehenden Formteile über dem jeweils anderen Formteil angepasste, als Anschläge dienende Zonen, die die Grenzlagen definieren. Diese Ausbildung ermöglicht eine besonders rationelle

Herstellung aus Stanz-/Biegeteilen oder (bei grösseren Serien) Tiefziehteilen/ bei optimaler Festigkeit der Formteile.

Bei einer besonders für höherlastige Waagen geeigneten bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Formteile von im wesentlichen rechteckiger Gestalt und bestehen die Distanzstücke aus Blechstreifen, die zwischen in den beiden Formteilen vorgesehenen Vorsprüngen gehalten werden- Es resultiert beim plötzlichen Nachgeben unter Ueberlast eine Parallelverschiebung der beiden Formteile relativ zueinander. Dabei ist es im Hinblick auf die gleichmässige Wirkung des Ueberlastschutzes zweckmässig, wenn eine gerade Anzahl von paarweise angeordneten Zug-Schraubenfedern vorgesehen ist.

Bei einer besonders für niedriglastige Waagen gedachten bevorzugten Ausführungsform haben die beiden Formteile im wesentlichen einen kreisförmigen Umriss und bestehen die auf einem Kreis gleichmässig verteilten Distanzstücke aus Kunststoff; sie werden zwischen an den beiden Formteilen angeordneten Anschlägen gehalten. Hier ergibt sich beim Nachgeben unter Stoss oder Ueberlast eine relative Verdrehung der beiden Formteile. Zweckmässigerv/eise sind dabei jeweils wenigstens zwei Kunststoff-Distanzstücke durch Verbindungswege zu einem gemeinsamen Bautoil verbunden. Diese Massnahme erleichtert die Montage und erspart kompliziertere Lagesieherungen im Betrieb. Vorzugsweise sind Zug-Schraubenfedern vorgesehen, deren Wirkungsrichtung in einem spitzen Winkel zur Tangente am Kreisumfang im äusseren Angriffspunkt liegt.

In weiterar Ausbildung der Erfindung können zwischen den beiden parallel zueinander ausgerichteten Formteilen ausgespannte Zug-Schraubenfedern dergestalt geneigt angeordnet sein, dass eine Federhraftkomponente in Richtung einer Annäherung der beiden Formteile wirkt. Diese Anordnung

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begünstigt im Ueberlastfall das gleichmässige und gleichzeitige Nachgeben aller Federn.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist

Figur 1 ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform,

Figur 2 eine Ansicht ν,οη unten zu Figur 1,

Figur 3 ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform,

und

Figur 4 eine Ansicht von unten zu Figur 3.

Bei der Erläuterung der Beispiele wird auf die Darstellung des eigentlichen Wägemechanismus verzichtet, da er zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nichts beiträgt. Wesentlich ist nur, dass es sich um eine wegarme Waage handelt (also z.B. nicht um eine Neigungswaage).

Beispiel I (Figuren 1 und 2)

Eine Waage mit einer Kapazität (Nennlast) von 8 Kilogramm wird von einem stabilen Gehäuse 10 umschlossen. Durch vier Oeffnungen darin ragen vier Zapfer· 12, welche eine dreiteilige Waagschale 14 abstützen und mit dem Hebelwerk (nicht gezeichnet) im Innern des Gehäuses 10 verbinden. Das oberste Element 16 der Waagschale dient zur Aufnahme des Wägegutes; es ruht, lose, formschlüssig gehalten, auf einem Verbundsystem von zwei Formteilen 18 und 20, die im folgenden Oberteil (18) und Unterteil (20) genannt werden.

Das Oberteil 18 besteht aus einer ebenen Blechplatte, deren Enden 22 an den Schmalseiten rechtwinklig abgebogen sind. An den Breitseiten sind doppelte Abbüge vorgesehen, deren nach innen gerichtete Endstreifen 24 parallel zur Deckfläche verlaufen. Von der Deckfläche sind zwei mit je einer Oese versehene Lappen 2 6 nach innen (unten) geklappt. Weitere vier grössere Lappen 28 ragen parallel zu den Schmalseiten nach unten.

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Das Unterteil 20 ist etwas schmaler und in der anderen Richtung etwa einen Zentimeter kürzer als das Oberteil Es ist an allen vier Seiten rechtwinklig nach oben abgebogen. Vier Bohrungen 30 dienen zur Aufnahme der Zapfen 12. Zwei Lappen 32, mit je einer Oese versehen, sind nach oben geklappt. Weitere vier Lappen 34 ragen parallel zu den Schmalseiten nach 'oben, etwas versetzt zu den Lappen 28. Ferner sind im Unter- und Oberteil noch je vier kleinere Lappen 36, ebenfalls parallel zu den Schmalseiten, vorgesehen.

Zwischen den als Anschlägen wirkenden Lappen 28 und 34 (bzw, 36) ist nahe den Enden der Waagschale je ein Blechstreifen 38 eingelegt, der als Distanzstück wirkt. Die Anschlaglappen im Unter- und Oberteil sind dabei se versetzt zueinander angeordnet, dass die beiden Blechstreifen, parallel zueinander, stets geneigt zur Senkrechten bleiben. Je zwei aus dem Ober- und dem Unterteil herausgebogene, nach innen weisende Lappen 3 9 quer zu den Blechstreifen 38 bilden mit Kerben in letzteren eine La-0 gesicherung gegen Verschiebung.

Zwei parallel angeordnete, gleich bemessene Zug-Schraubenfedern 40, zugänglich durch zwei Fenster 41 im Unterteil, sind zwischen den Lappen 26 und 32 ausgespannt. Sie halten die beiden Formteile 18, 20 im Bereich ihrer Vorspannung in der aus Figur 1 erkennbaren Grenzlage, in welcher das Unterteil 2 0 auf die Streifen 24 des Oberteils gedrückt wird. Bei Stössen bzw. Ueberlast geben die Federn nach, und das Oberteil 18 wird unter Parallelverschiebung zum Unterteil 20 nach rechts ausgelenkt, bis die Streifen 24 auf dem Gehäuse 10 zur Anlage kommen. Die beiden Distanzstreifen 38 wirken dabei als Schwenklager*

Die Dimensxonierung ist dabei so gewählt, dass der Ueberlastschutz bei etwa 12 kg anspricht und die Waagschale nach weiteren einigen hundert Gramm und etwa vier Milli-

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metern Weg des Unterteils 20 mit den Endstreifen 24 am Gehäuse 10 anliegt (der mögliche Weg zwischen Ober- und unterteil macht etwa 6 mm aus). Damit die Waagschale wieder in die Ausgangsstellung (Normalstellung) zurückkehren kann, muss bis auf etwa 9 kg entlastet werden (die Auslösekraft zur üeberwindung der Federvorspannung ist grosser als die Kraft, die erforderlich ist, um die zusammengeklappte Waagschale in dieser Stellung zu halten).

Bei der Ansicht von unten gemäss Figur 2 wurden sowohl das Gehäuse 10 als auch das oberste Element 16 der Waagschale weggelassen.

Beispiel II (Figuren 3 und 4)

Die hier beschriebene Anordnung gehört zu einer Waage mit 3 kg Nennlast. Figur 3 ist dabei ein Schnitt entlang der Linie III - III in Figur 4; für Bauteile, die funktionell denjenigen des ersten Beispiels entsprechen, wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, ergänzt jeweils durch einen Apostroph ('). Bei Figur 4 wurden das Gehäuse und der oberste Teil der Waagschale wiederum weggelassen.

Durch eine Bohrung im Gehäuse 10' ragt das obere, konisch geformte Ende eines Lastaufnehmers 12'. Auf dem Konus sitzt, symmetrisch zu ihm, eine dreiteilige Waagschale 14': Ein oberstes, zur Aufnahme des Wägegutes dienendes Element 16' ruht formschlüssig auf dem Oberteil 18'. Das Unterteil 20' verfügt über einen drehfest fixierten zentrischen Zapfen 42, der durch eine Bohrung im Oberteil 18' ragt und oben einen flachen Kragen aufweist. Der Kragen ruht in einer Mulde des Oberteils, mit etwa 3 mm Spiel zum Element 16', und dipnt als Anschlag für das Oberteil 18'. Eine konische Bohrung im Unterteil des Zapfens 42 zentriert den Konus des Lastaufnehmers 12'.

Zwischen Oberteil 18' und Unterteil 20' sind symmetrisch vier Zug-Schraubenfedern 40' ausgespannt, gehalten einer-

seits in aus dem Oberteil 18' herausgebogenen Lappen 26', andererseits in auf dem Unterteil 20' aufgesetzten Halteaugen 32'. Vier Keile 38' sind durch Stege 44 und einen Ring 46 zu einem einstückigen Bauteil aus Polyamid geformt. Die Keile 38' sind beweglich gefangen zwischen Augen 28' bzw. 34', die am Oberteil 18' bzw. Unterteil 20' befestigt sind. Die Federn 40' sind paarweise parallel zueinander angeordnet und bilden jeweils einen Winkel von etwa 30 Grad mit den Stegen 44; sie sind durch Ausnehmungen 41' im Unterteil 20' zugänglich.

Die Anordnung funktioniert - vergleichbar derjenigen nach Beispiel I - wie folgt: Bei etwa 5 kg Last geben die Federn 40' nach, und Ober- und Unterteil der Waagschale verdrehen sich relativ zueinander, bis nach etwa 2 mm Vertikalweg das Oberteil 18' auf dem Gehäuse 10' aufliegt.

Wird di<? La^t wieder reduziert, so schnappt die Waagschale (bei etwa 4 kg) wieder in ihre Normalstellung zurück. -

Je nach den konstruktiven Randbedingungen und den Belastungsverhältnissen kann bei rechteckigen Waagschalen auch eine einzige Feder genügen; v/egen der gleichmässigeren Wirkung wird jedoch der Einsatz von wenigstens zwei Federn bevorzugt. Bei grösseren Waagschalen kann es zweckmässig sein, beispielsweise vier oder sechs Federn paarweise anzordnen. Auch können zur Vereinfachung der Montage jeweils zwei Federn geringerer Federhärte unmittelbar nebeneinander statt jeweils einer stärkeren Feder verwendet werden.

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Claims

Schutzanspruche

1. Präzisionswaage, deren Waagschale am oberen Ende eines mit einem wegarmen Messwandler zusammenwirkenden Lastaufnehmers angeordnet ist und über wenigstens ein elastisches Bauteil zum Schutz vor Ueberlast verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagschale (14) zwei relativ zueinander zwischen zwei Grenzlagen bewegliche Formteile (18,18'; 20,20') umfasst, wobei wenigstens eine Feder (40; 40') jeweils an beiden Formteilen angreift und diese unter Mitwirkung von einer Mehrzahl von zwischen den Formteilen beweglich gefangenen Distanzstücken (38; 38') in einer der Grenzlagen zu halten bestrebt ist.

2. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aus Blech bestehenden Formteile über dem jeweils anderen Formteil angepasste, als Anschläge dienende Zonen (22, 24) verfügen, die die Grenzlagen definieren.

3. Präzisionswaage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Formteile (18, 20) von im wesentlichen rechteckiger Gestalt sind und dass die Distanzstücke aus Blechstreifen (38) bestehen, die zwischen in den beiden Formteilen vorgesehenen Vorsprüngen (28, 34) gehalten werden.

4. Präzisionswaage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl von paarv/eise angeordneten Zug-Schraubenfedern (4 0) vorgesehen ist.

5. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Formteile im wesentlichen einen kreisförmigen Umriss haben und dass die auf einem Kreis gleichmässig verteilten Distanzstücke (38') aus Kunststoff bestehen und zwischen an den beiden Formteilen angeordneten Anschlägen (28', 34') gehalten werden.

6. Präzisionswaage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils wenigstens zwei Kunststoff-Distanzstücke (38') durch Verbindungsstege (44) zu einem gemeinsamen Bauteil verbunden sind.

7. Präzisionswaage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Zug-Schraubenfedern (40') vorgesehen
sind, deren Wirkungsrichtung in einem spitzen Winkel
zur Tangente am Kreisumfang im äusseren Angriffspunkt (26¹) liegt.

8. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden parallel zueinander ausgerichteten Formteilen ausgepannte Zug-Schraubenfedern dergestalt geneigt angeordnet sind, dass eine Federkraftkomponente in Richtung einer Annäherung der beiden Formteile wirkt.