DE8505720U1 - Oberschalige Waage mit Schutzmembran - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberschal ige elektronische Waage mit einem wegarmen MeBsystem, mit einem parallel geführten Waagschalenträger, mit einem Schalenzapfen, der im Waagschalenträger gelagert ist und bei überlast elastisch nachgeben kann, mit einer Waagschale, die sich auf dem Schalenzapfen abstutzt und mit einer elastischen Membran, die einerseits am Gehäuse der Waage bzw. an einem gehäusefesten Teil des Meßsystems und andererseits am Schalenzapfen befestigt ist und eine hermetische Kapselung des Wägesystems ermöglicht.

Waagen dieser Art sind allgemein bekannt. Als wegarme MeBsysteme sind z.B. Systeme nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation oder mit schwingende! Saite oder mit Stimmgabel-Resonator üblich. Da das MeBsystem unter Last kaum nachgibt, beeinträchtigt die Membrar zwischen Schalenzapfen und Gehäuse die Meßgenauigkeit nicht, da sie sich immer in derselben Lage befindet und daher nur eine konstante, wegtarierbare Reaktionskraft auf den Schalenzapfen ausübt.

Nachteilig an diesen bekannten Waagen ist jedoch, daß bei überlast der Schalenzapfen elastisch nachgibt und sich dadurch die Lage der Membran ändert. Nach dem Ende der überlastung kehrt die Membran wieder in ihre Ausgangslage zurück, übt aber wegen ihren mäßigen elastischen Eigenschaften (starkes Kriechen) zuerst eine andere Reaktionskraft auf den Schalenzapfen aus und erreicht ihre ur-

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sprUngliche Reaktionskraft erst nach einigen Minuten wieder. Diese sich allmählich abbauende Kraftdifferenz erscheint in der Waagenanzeige (bei konstanter Last) als Drift und beeinträchtigt die Genauigkeit der Waage negativ. Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine oberschal ige elektronische Waage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die elastische Membran auch nach überlast und der damit einhergehenden Bewegung des Schalenzapfe λ keine veränderte Reaktionskraft auf das MeBsystem ausübt.

Dies wird erfindungsgemäB dadurch erreicht, daß die Membran zwischen Schalenzapfen und der gehäusefesten Befestigung zusätzlich an einem Stutzteil befestigt ist und daß das Stutzteil am Waagschalenträger befestigt ist.

Durch das zusätzliche, am Waagschalenträger befestigte Stutzteil wird die Bewegung der Membran auf dem Bereich zwischen Schalenzapfen und zusätzlichem Stutzteil eingegrenzt. Die nach einer überlastung geänderten Kräfte der Membran am Schalenzapfen und am zusätzlichen Stutzteil heben sich nach dem Gesetz "actio = reactio" in ihrer Wirkung auf den Waagschalenträger und damit auf das Meßsystem auf. Zwischen zusätzlichem Stützteil und Gehäuse hat sich aber die Lage der elastischen Membran nicht geändert, da vorausgesetzt wird, daß auch bei äußerer überlastung und Ansprechen des Überlastschutzes das eigentliche Meßsytem seine Eigenschaft "wegarm" beibehält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sieh aus den UnteransprUchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schemati sehen Figuren am Beispiel eines Meßsystems nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation beschrieben. Dabei zeigt:
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Fig. 1 eine Außenansieht der Waage, Fig. 2 einen Schnitt durch die wesentlichen mechanischen

Teile der Waage und die Elektronik als Block-Schaltbild und

Fig. 3 den Schalenzapfen, die Membran und das Stützteil in einer anderen Ausgestaltung.

In der Außenansicht in Fig. 1 erkennt man das Gehäuse der Waage, das aus einem Unterteil 4 und einem Oberteil 1 besteht. Auf der Oberseite des Gehäuses isIt die Waagschale 2 angeordnet, die über einen Durchbruch im Oberteil des Gehäuses mit dem wegarmen MeSsystem in Verbindung steht. Das Ergebnis einer Wägung wird in einem Anzeigefeld 3 digital angezeigt. Weiter weist die Waage Bedienuiigselemente 7 und 8 auf, beispielsweise zum Tarieren und zur Wahl des Meßbereiches.

Der innere Aufbau ist in seinen wesentlichen Teilen

schematisch in der Fig. 2 dargestellt. Die Waagschale 2 stützt sich auf einem Schalenzapfen 6 ab, der in einem Waagsehalenträger 9 gelagert ist. Diese Lagerung ist durch zwei Kugellagerführungen 22 und 23 in senkrechter Richtung beweglich. Eine Feder 20 drückt jedoch den Schalenzapfen

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nach oben, bis er mit seinem Wulst 24 am unteren Teil des Waagschalenträgers anliegt; dadurch sind der Schalenzapfen und der Waagschalenträger im normalen Wägebetrieb starr miteinander verbunden und erst im Fall einer überlastung der Waage wird die Vorspannkraft der Feder ZO Überwunden und der Schalenzapfen 6 gibt nach unten nach und stützt sich auf dem Anschlag 21 im Waagenboden ab. Dadurch wird die auf den Waagschalenträger 9 einwirkende senkrechte Kraft begrenzt und das Meßsystem der Waage vor zu großer überlast geschützt.

Der Waagschalenträger 9 ist nun durch zwei Lenker 13 und in Form einer Parallelführung mit dem Meßsystemtrager 5 verbunden. Der Meßsystemträger 5 ist wiederum am Unterteil 4 des Gehäuses festgeschraubt (Schraube 28). Die von der Waagschale 2 über den Schalenzapfen 6 auf den Waagschalenträger 9 übertragene Gewichtskraft des Wägegutes wird über ein Koppelelement 26 auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels 10 übertragen. Der übersetzungshebel ist über ein Kreuzfedergelenk 27 mit dem MeS-systeratrager 25 verbunden. Am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels ist eine Spule 11 befestigt, die sich im Magnetfeld eines Permanentmagnetsystem 12 befindet. Der Strom durch die Spule wird in bekannter und daher hier nicht erläuterter Weise von einem Lagensensor 15 und einem Regelverstärker 16 so geregelt, daß die in der Spule erzeugte Kraft gerade der Gewichtskraft das Gleichgewicht hält. Dieser Strom durch die Spule erzeugt an einem Widerstand 17 einen Spannungsabfall, der in einem Analog/

Digital-Wandler 18 digitalisiert wird und nach Umrechnung

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in die Masseneinheiten, Tarierung etc. mittels eines Mikroprozessors 19 in der Digitalanzeige 3 angezeigt wird. - Die im vorstehenden kurz beschriebenen mechanischen und elektronischen Baugruppen sind jedem Fachmann auf dem Gebiet S des Waagenbaues bekannt, so daß auf eine ausführliche Beschreibung des Aufbaues und der Funktion hier verzichtet wurde.

Weiter weist die Waage eine Membran 30/31 auf, die an ihrem

äußeren Rand 35 an einer oberen Deckfläche 25 des Meßsystemträgers 5 befestigt ist, beispielsweise durch Kleben. Die Membran weist in der Mitte ein rundes Loch auf, durch das der Schalenzapfen 6 hindurch ragt. Die Membran liegt dann an einem Wulst 32 des Schalenzapfens an und wird zusätzlich durch einen Klemmring 33 festgeklemmt. Die Membran 30X31 ist weiterhin an einem Stützteil 29 in Form eines ringförmigen Kragens des Waagschalenträgers 9 festgeklebt. In Fig. 2 ist der Durchhang der Membran der Deutlichkeit halber übertrieben groß gezeichnet. Die in

Fig. 2 nicht eingezeichnete linksseitige Befestigung der

Membran an der oberen Deckfläche 25 des Meßsyste'mträgers 5 ist wie die rechtsseitige Befestigung ausgeführt. Selbstverständlich ist der Meßsystemträger so ausgebildet, daß er zusammen mit dem Unterteil 4 des Waagengehäuses eine hermetisch dichte Einheit bildet, die nur die durch die Membran 30X31 abgedeckte öffnung 36 aufweist. Die öffnung 36 ist vorteilhafterweise rund oder annähernd rund ausgebildet, so daß auch die Membran 30/31 kreisförmig ausgeführt sein kann.

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Selbstverständlich kann die Membraan 30/31 an ihrem äußeren ΐ Rand an einem anderen gehäusefesten Bereich befestigt sein; '■

beispielsweise kann das Unterteil 4 des Gehäuses eine sich i

ringförmig um das Meßsystem erstreckende, senkrechte Wand ΪΙ aufweisen, an deren Stirnseite die Membran befestigt ist.

Eine andere Ausgestaltung der Membranbefestigung und eine
andere Ausgestaltung des Stützteiles zeigt die Fig. J. Die
Membran 30/31 ist hier durch einen äußeren Klemmring 37, | der durch Schrauben 38 gehalten wird, am Oberteil 1 des

Gehäuses festgeklemmt. Am Schalenzapfen 6 liegt die Membran
wieder auf dem Wulst 32 auf und wird durch den inneren
Klemmring 33 festgeklemmt. Das zusätzliche Stutzteil :;

besteht aus zwei Teilstücken 40 und 41, die ringförmig |

ausgebildet sind und zwischen denen die Membran eingeklemmt .| ist. Die beiden Teilstücke 40 und 41 des zusätzlichen |

Stutzteiles werden durch zwei (oder mehr) Schrauben 42 und ^; 44 zusammengedrückt, wobei die Schrauben sich durch die
Abstandshülsen 39 und 43 hindurch erstrecken und

gleichzeitig die Befestigung des zusätzlichen Stützteiles am Waagschalenträger übernehmen.

Claims (5)

Sartorius GmbH Akte SW 8503 Weender Landstraße 94-108 Kö/kl D-3400 Göttingen Oberschal ige Waage mit Schutzmembran Schutzanspriiche:

1. Oberschal ige elektronische Waage mit einem wegarmen Meßsystem, mit einem parallel geführten Waagfsehalenträger, mit einem Schalenzapfen, der im Waagschalenträger gelagert ist und bei überlast elastisch nachgeben kann, mit einer Waagschale, die sich auf dem Schalenzapfen abstutzt und mit einer elastischen Membran, die einerseits am Gehäuse der Waage bzw. an einem gehäusefesten Teil des Meßsystems und andererseits am Schalenzapfen befestigt ist und eine hermetische Kapselung des Wägesystems ermöglicht, dadurchgekennzeichnet:, daß die Membran (30/31) zwischen Schalenzapfen (6) und dor gehäusefesten Befestigung (35,37) zusätzlich an einem Stutzteil (29,40/41) befestigt ist und daß das Stutzteil (29,40/41) am Waagschalenträger (9) befestigt ist.

2. Oberscha?ige elektronische Waage nach Anspruch 1 mit einer kreisförmig ausgebildeten Membran, die an ihrem äußeren Rand am Gehäuse der Waage bzw. an einem gehäusefesten Teil des Meßsystems und in der Mitte am Schalenzapfen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (29,40/41) als Ring ausgebildet ist und konzentrisch um den Schalenzapfen (6) angeordnet ist.

3. Oberschal ige elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (30/31) am

Stützteil (29) festgeklebt ist.

4. Oberschal ige elektronische Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil aus ein em oberen (41) und einem unteren (40) Teilstück besteht und daß die Membran (30/31) zwischen den beiden Teilstücken (40 und 41) eingeklemmt ist.

5. Oberschal ige elektronische Waage nach Anspruch 4,

dadurch_gekennze_ichnet:, daß die beiden TeilstUcke (40 und 41) des Stutzteiles durch mindestens zwei Schrauben (42,44) zusannaengcdrückt werden, die gleichzeitig die Befestigung am Waagschalenträger (9) übernehmen.

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