DE8016239U1 - Elektrische waage - Google Patents

Description

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8 München 80, Schumannstr 2

Ϊ 19, Juni 1980

t Akte: Gm 23

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz)

Elektrische Waage

Die Erfindung uetrifft eine elektrische Waage, umfassend a) eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompensation, b) einen Lastaufnehmer, c) einen Uebersetzungshebel, d) ein Koppelglied zur Verbindung von

Listaufnehmer und Uebersetzungshebel, wobei der Hebel über ein sich im wesentlichen vertikal erstreckendes elastisches Lager an das Koppelglied angeschlossen ist, e) einen im Bereich der elektromagnetischen Kompensationseinrichtung angeordneten Temperaturfühler, sowie f) im gemeinsamen Gehäuse angeordnete elektrische Schaltungen.

Derartige Waagen sind bekannt (vgl. beispielsweise die US-PatentscLrift 4,109,738). Der L^.staufnehmer ist dabei regelmässig eine Waagschale, welche direkt oder über Zwischenträger mit dem Koppelglied verbunden ist.

Waagen dieser Art, häufig auch als Kompaktwaagen bezeichnet, haben den grossen Vorteil einer platzsparenden Bauweise: Sämtliche erforderlichen Komponenten sind im selben Gehäuse untergebracht (im Gegensatz zu aufwendigeren Waagen, bei denen der Steuerteil mit Anzeige und dem Grossteil der elek-

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trisdhen Komponenten in einem separaten Gehäuse untergebracht ist) ,

Auch bei Verwendung von elektrischen Komponenten geringer Verlustleistung bleibt bei höher auflösenden Waagen der Einfluss der Temperatur auf den Nullpunkt und die Empfindlichkeit der Waage problematisch« Eine gewisse Kompensation von Temperatureinflüssen wird in bekannter Weise durch die Verwendung eines im Kompensationssystem angeordneten Wärmefühlers erreicht, der Temperaturänderungen im Perma^ nentmagnetsystem abfühlt und z.B. die Kompensationsstromquelle beeinflusst. Damit sind aber noch nicht alle Störeinflüsse berücksichtigt. Neben der bereits angedeuteten Wärmeabgabe durch die elektrischen Komponenten an sich spielt der zeitliche Verlauf der Temperatur an den einzelnen Stellen in der Waage eine wesentliche Rolle. So wirkt es sich beispielsweise auf die Grosse, die Richtung und den Verlauf der Nullpunktsdrift, kurz gesagt das Einschaltverhalten der Waage, aus, welche Temperaturgradienten im Bereich der Hebellagerung entstehen. Zwar wäre es jedenfalls theoretisch möglieh, durch Einsatz weiterer Wärmefühler auch diese Fehlereinflüsse zu reduzieren. Dies würde jedoch relativ komplizierte zusätzliche Schaltungen bedingen, und der damit verbundene Aufwand ist regelmässig zu hoch.

Die vorliegende Erfindung entstand aus der Aufgabenstellung, bei Kompaktwaagen der eingangs genannten Art das Temperaturverhalten auf einfache Weise zu verbessern, insbesondere das Einschaltverhalten durch Reduktion temperaturbedingter Nullpunktsfehler zu optimieren. Erfindungsgemäss wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, das elastische Lager im Innern des wenigstens teilweise hohl ausgebildeten Koppelgliedes unterzubringen. Mit dieser Lösung ist es möglich, die temperaturbedingte Ausdehnung von elastischem Lager und Koppelglied zu harmonisieren: Bei den bisher bekannten Anordnungen war das Lager jeweils aussen am Koppelglied angebracht,

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also auch der Wärmeäbstrählüng und -konvektion aus der Umgebung frei ausgesetzt. Damit hatte es Sich Wesentlich rascher erwärmt und damit ausgedehnt als das Koppelglied/ so dass es zu relativen Lageänderungen kam/ die in der Ahzeige als Nullpunktsfehler sichtbar wurden. Mit der erfindungsgemässen Anordnung erwärmen sich beide Komponenten in umgekehrter Reihenfolge, was angenähert zu einer gleichmassigen Längenausdehnung führt.

Der gewünschte Effekt lässt sich noch verbessern, wenn ein ; lösbarer Deckel vorgesehen ist, durch welchen das Koppelglied zu einem weitgehend geschlossenen Kasten wird. Damit ist auch die vorher noch offene Front des Koppelgliedes verschlossen und das elastische Lager gegen vorzeitige Erwärmung noch besser geschützt. Der Deckel kann dabei z.B.

aufgeschraubt oder aufgeklemmt werden. Zweckmässigerweise besteht der Deckel aus Kunststoff.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die die Bestandteile a) und c) bis e) umfassende Messzelle im Waagengehäuse durch eine Zwischenwand von den elektrischen Schal- „ tungen getrennt sein. Durch diese Abschirmung lässt sich eine weitere Verbesserung des Temperaturverhaltens erreichen. Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn die Zwischenwand einstückig mit dem Gehäuseunterteil ausgebildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. In den nicht massstäblichen Zeichnungen ist

Figur 1 eine räumliche Darstellung des Waagenchassis, Figur 2 ein Schnitt durch die Messzelle, und Figur 3 eine vergrösserte Ansicht des Koppelgliedes. Das Waagenchassis 10 gemäss Figur 1 wird von einem Leichtmetallformteil gebildet, das z.B. im Druckgussverfahren hergestellt wird. Es besteht im wesentlichen aus einem Boden 12, einer Rückwand 14, zwei Seitenwänäen 16 und einer geneigten Frontwand 18. Dabei ist die Rückwand 14 merklich, höher als

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die übrigen Wandteile» Ein komplementär zum Chassis 10 ge« forinter Deckel (nicht gezeigt) schliesst nach dem Aufsetzen . . auf das Chassis die Waage unter Bildung eines zweiteiligen Öehäuses.

Parallel zu den Seitenwänden 16 erstrecken sich zv/ei aus der Rückwand 14 entspringende Zwischenwände 20 von gleicher Höhe wie diese; sie sind in der vorderen Hälfte der Waage unter Bildung eines gespreizten V zueinander abgewinkelt. Die sich ergebende, im wesentlichen nur nach oben offene Kammer ίο 22 dient zur Aufnahme der weiter unten beschriebenen Wäge« zelle. Der ausserhalb der Kammer 22 gelegene Hohlraum 24 dient zur Aufnahme elektrischer Schaltungen, der Anzeige Und weiterer Bestandteile, die in konventioneller Art ausgeführt und daher nicht dargestellt sind.

Die in Figur 2 geschnitten gezeigte Wägezelle entspricht weitgehend derjenigen aus der oben bereits genannten US-Patentschrift 4,109,738 und wird daher nur kurz beschrieben: Das ortsfeste Permanentmagnetsystem 26 ist über vier symmetrisch angeordnete Säulen 28 mit dem Gehäuseboden 12 verschraubt (Schrauben 30) . In einem Hohlraum innerhalb dt,s Permanentmagnetsystems 26 ist ein temperaturabhängiger Widerstand 27 untergebracht, der elektrisch mit der Kompensationsstromquelle verbunden ist (nicht dargestellt).

Am Permanentmagnetsystem 26 ist mit zwei Biegelagern 32 ein Uebersetzungshebel 34 schwenkbar befestigt. Nahe dessen

einem Ende verfügt dieser über einen Träger 36 für die stromdurchflossene Kompensationsspule. Am anderen Ende ist der Hebel 34 mittels eines Biegelagers 38 mit einem Koppelglied 40 verbunden. Eine Parallelführung aus zwei Dreiecklenkern 42 mit Biegelagern 44 verbindet das Koppelglied 40 mit dem ξ ortsfesten Teil der Wägezelle. Im oberen Ende des Koppelgliedes 40 ist ein oben konischer Zapfen 46 eingeschraubt, der zur Aufnahme einer Waagschale bestimmt ist.

Das Koppelglied 40 (fiehe auch die etwas vergrösserte Darstellung in Figur 3) ist oben, unten sowie an den beiden Längsseiten geschlossen. Die Rückseite wird im wesentlichen von einer Wand 48 gebildet, die lediglich im Bereich des ,.5 Hebelendes (40) eine Oeffnung 50 aufweist. Die zunächst offene Frontseite des kastenartigen Koppelgliedes 40 wird nach beendeter Montage des Biegelagers 38 durch einen aufgeschraubten Deckel 52 verschlossen.

Im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind (aus-...10 ser dem Permanentmagnetsystem) im wesentlichen nur die Biegelager (32,38,44) aus Eisenlegierungen. Die meisten übrigen Bestandteile, also beispielsweise der Hebel 34, die Lenker 42 und das Koppelglied 40, bestehen aus Aluminiumlegierungen. Der Deckel 52 kann ebenfalls aus Leichtmetall sein, .15 doch sind in manchen Fällen Kunststoffe (z.B. Polyamid) wegen ihres geringen Wärmeleitvermögens besser geeignet. Die genannten Werkstoffpaarungen sind jedoch nicht durchwegs zwingend; auch bei Wahl anderer Werkstoffe ist die Unterbringung des Biegelagers 38 im Innern eines hohlen Koppelgliedes 40 vorteilhaft hinsichtlich des Temperaturverhaltens.

Weiterhin ist es für das Temperaturverhalten der Waage xn vielen Fällen zweckmässig, den Hebel 34 so nah wie möglich beim Permanentmagnetsystem 26, ja sogar teilweise innerhalb

:.25 desselben (vgl. die US-Patentschrift , Anmeldung Nr.

952,636), anzuordnen. In Fällen, in denen das Permanentmagnetsystem (26) an einem separaten Träger aus Leichtmetall befestigt ist, kann der Hebel (34) zweckmässigerweise mit nur wenig Zwischenraum in eine entsprechend geformte Aus-

r*'3,0 nehmung des Trägers eingebettet sein, um eine möglichst gleichmässige Erwärmung zu erzielen (nicht gezeichnete Variante).

Claims (4)

- 6--Schutzansprüche

1. Elektrische Waage, umfassend

a) eine Einrichtung zur elektromagnetischen Lastkompersation,

b) einen Lastaufnehmer,

c) einen Üebersetzungshebel,

d) ein Koppelglied zur Verbindung von Lastaufnehmer und üebersetzungshebel, wobei der Hebel über ein sich i.m wesentlichen vertikal erstreckendes elastisches Lager an das Koppelglied angeschlossen ist,

e) einen im Bereich der elektromagnetischen Kompensationseinrichtung angeordneten Temperaturfühler, sowie
f) im gemeinsamen Gehäuse angeordnete elektrische Schaltungen ,

dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Lager (38) im Innern des wenigstens teilweise hohl ausgebildeten Koppelgliedes \43) untergebracht ist.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein lösbarer Deckel (52( vorgesehen ist, durch welchen das Koppelglied (40) zu einem weitgehend geschlossenen Kasten wird.

3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (52) aus Kunststoff besteht.

4. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn-

zeichnet, dass die die Bestandteile a) und c) bis e) umfassende Messzelle im Waagengehäuse durch eine Zwischenwand (20) von den elektrischen Schaltungen getrennt ist.

B₄ Waage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwand (20) einstückig mit dem Gehäuseunterteil
(10) ausgebildet ist.