DE8812191U1

DE8812191U1 - Oberschalige Waage mit einstückiger Parallelführung für geringe Lasten

Info

Publication number: DE8812191U1
Application number: DE8812191U
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1989-01-05

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberschalige Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mit einem gehäusefesten Systemträger, mit einem Lastaufnehmer, mit zwei Lenkern, die an ihren Enden LenJcerdünnstellen aufweisen und die als Parallelführung den Lästäüfnehmer in senkrechter Richtung beweglich mit dem Systemträger verbinden, wobei der systemträger, die beiden Lenker und der Lastaufnehmer als einstückiges Gußteil ausgebildet sind, mit einem Übersetzungshebel und mit einem Koppelelement zwischen Lastaufnehmer und Übersetzungshebel, wobei die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastaufnehmer über das Koppelelement auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels übertragen wird und am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels die Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation befestigt ist.

Eine Waage dieser Art ist aus der DE-OS 34 22 042 bekannt.

Die Herstellung wesentlicher Teile der Waage aus einem einzigen Gußteil bietet bei der Herstellung kostenmäßig große Vorteile, ergibt jedoch den Nachteil, daß gewisse Mindestmaterialstärken nicht unterschritten werden können, damit sich das Teil gießen und entformen läßt. Dadurch lassen sich auch die Dünnstellen der Lenker nicht beliebig dünn herstellen und die Parallelführung wird entsprechend steif und läßt sich demgemäß nicht für Waagen einsetzen, die eine Auflösung von 1 oder 10 mg erzielen sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher,- eine waage der eingangs genannten Art so weiterzubilden _f daß dünnere Dünnstellen hergestellt werden können und dadurch auch Auflösungen von 1 oder 10 mg erreicht werden können.

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JMii'indungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Gußteil £arch Abtrennung entfernbäre Gußbrücken zwischen den Lenkern und dem Systemträger sowie zwischen dein Lastaufnehmer und dem Systemträger aufweist und daß im Bereich der Lenkerdünnstellen durch nachträglichen Materialabtrag ein Streifen mit nochmals verringertem Querschnitt erzeugt ist.

Das Ziel wird also in zwei Schritten erreicht: Zum einen lasser, sich durch dis Gußbrücksn dia Lsnksrdünnstsllsn beim Guß dünner herstellen, da der mittlere, dickere Teil der Lenker dann nicht über die Dünnstellen mit Material gefüllt werden muß, sondern über den wesentlich größeren Querschnitt der Gußbrücken; außerdem verleihen die Gußbrücken dem ganzen Gußteil mehr Stabilität, so daß auch für die Entformung und die spätere Handhabung dünnere Lenkerdünnstellen erlaubt werden können. Zum anderen wird durch den nachträglichen Materialabtrag ia Bereich der Lenkerdünnstellen die restliche, gußtechnisch nicht mehr herstellbare Querschnittsverringerung erreicht.

Der nachträgliche Materialabtrag erfolgt zweckmäßigerweise durch Fräsen. Dabei sind vorteilhafterweise zwei EinfrSSUngsn VC"il5ndsn, Sxlüucil VGil dei Unterseite üna e—nmäl von der Oberseite. Die beiden Fräsungen können entweder senkrecht übereinander oder schräg übereinanderliegen, sie können gleich breit und gleich tief sein, sie können aber auch verschieden breit und/oder verschieden tief sein. Außerdem kann der Materialabtrag so vorgenommen sein, daß der verbleibende Querschnitt auf der Außen- und Innenseite der Lenkerdünnstellen verschieden ist. Dadurch läßt sich je nach Erfordernissen das Verhalten der Parallelführung unter ausmittiger Belastung beeinflussen und eine optimale Ecklast-Unempfindlichkeit erreichen.

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Öle Herstellung der öbersöhaligen Waage erfolgt zwecksäßigerweise indem beim Gießen GüßbrucKen zwischen den Lenkern und dem Systemtrager sowie zwischen dem Lastaufnehmer und dem Systemtrager mitgegossen werden, anschließend die Bearbeitung der Befestigungsflächen für das Koppelelement und für die Lagerung des Übersetzungshebels am Systemtrager sowie der Materialabtrag im Bereich der Lenkerdünnstellen erfolgt und schließlich die Gußbrüsksn EHisohsn elsn Lsnksm und ds™ S"Stsiaträ^rtsr sswis zwischen dem Lastaufnehmer und dem Systemtrager aufgetrennt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann zusätzlich als letzter Verfahrensschritt eine Justierung der Ecklastfreiheit der Parallelführung durch Bohren, Schleifen oder Fräsen im Bareich der Lenkerdünnstellen erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischeri Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Meßsystems der Waage, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Meßsystem aus Fig. 1, Fig. 3 das Gußteil der Parallelführung der Waage in einer

a4Sbcj.i.uiiy wxe J-Ii rxy,

Fig. 4

bis 7 verschiedene Ausgestaltungen der Lenkerdünnstellen in Seitenansicht und Fig. 8 einen »Schnitt durch die Lenkerdünnstellen längs

der -\tichpunktierten Linie I-I in Fig. 2 in einer speziellen Ausgestaltung.
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Das in Fig. 1 in Seitenansicht und in Fig. 2 in Draufsicht gezeigte Meßsystem der Waage besteht aus einem Gußteil 1, das in einem Teil den §»siiäusefesten Systemtrager &idigr;*_ und Id, den Lastaufnehmer la und die beiden Le&k^T l sit den Lenkerdünnsteilen Ie umfaßt. Für die Befestigung der

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Waagschale weist das Gußteil 1 im Bereich des Lastaufnehmers la eine konische Vertiefung Ig auf. Zum Meßsystea gehören weiter der Übersetzungshebel 2, der über Blattfedern 5 am Systemträger Id gelagert ist. Mit dem Lastaufnehmer la ist der Übersetzungshebel 2 mittels eines Koppelelementes 6 verbunden, das einerseits am kurzen Hebelarm des Übersetzungshebels 2 und andererseits an einem Vorsprung If des Lastaufnehmers la festgeschraubt ist. Am langen Hebelarm des Übersetzungshebels 2 ist ein Spulenkörper 4 für eine Spule befestigt, wobei diese Spule in den Luftspalt eines Permanentmagneten 3 taucht. Die bei Stromfluß in der Spule erzeugte Kraft wird dabei in bekannter Weise durch einen Lagensensor 9a und 9b und einen Regelverstärker so geregelt, daß Gleichgewicht herrscht zwischen der Gewichtskraft des Wägegutes, die über den Lastaufnehmer la und über das Koppelelement 6 auf den Übersetzungshebel 2 übertragen wird, und der elektromagnetisch in der Spule erzeugten Gegenkraft.

Dieses bereits aus der DE-OS 34 22 042 bekannte Meßsystem weist nun in der erfindungsgemäßen Ausführungsform besonders dünne Lenkerdünnstellen Ie auf, die gußtechnisch erst durch die weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Gußbrücken 10,11 möglich geworden sind, und Streifen 7, an denen durch nachträglichen Materialabtrag - z.B. durch Fräsen - eine nochmalige Querschnittsverringerung erzeugt wurde. Dabei sind in Fig. 1 der Deutlichkeit halber die Dickenverhältnisse nicht maßstäblich gezeichnet: Die Dicke der Lenkerdünnstelle Ie beträgt z.B. etwa 2 mm bei einer Länge von etwa 15 mm; die Tiefe der Einfräsung 7 beträgt z.B. 1,5 mm, so daß dort eine Restdicke von 0,5 mm bleibt.

In Fig. 2 sind die aus den entfernten Gußbrücken 10,11 ge-Maß Fig« 5 stammenden und an der fertigen Waage sichtbaren Bearbeitungsflachen 10'/11· schematisch angedeutet«

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Die Anordnung der schon erwähnten Gußbrücken zeigt Fig. 3. Im Gußteil 1 sind der Systemträger Id und die mittleren, dickeren Bereiche Ic der Lenker durch Gußbrücken 10 verbunden, genauso sind der Systemträger Id und der Lastaufnehmer la durch eine Gußbrücke 11 verbunden. Diese Gußbrücken 10 und 11 ergeben einmal eine Verbindung des Lastaufnehmers la bzw. des dickeren Lenkermittelteils ic mit dem Systemträger Id, so daß auftretende Kräfte beim laitformen des Gußteils und bei der späteren Handhabung von den Lenkerdünnstellen Ie ferngehalten werden. Die Gußbrücken erleichtern beim Gießvorgang zusätzlich die Füllung des Lenkerbereiches Ic; das flüssige Material für die Lenkerbereiche braucht also nicht über die Dünnstellen Ie zugeführt zu werden. Durch diese Haßnahmen lassen sich deutlich dünnere Dünnstellen Ie realisieren.

Die Fertigung des Meßsystems erfolgt dann also in folgenden Schritten:

1. Gießen des Gußteils 1 einschließlich der Gußbrücken 10 und 11,

2. Bearbeitung der Flächen zur Befestigung des Koppelelementes 6 und der Blattfedern 5,

3. Materialabtrag 7 im Bereich der Lenkerdünnstellen Ie,

4. Auftrennen der Gußbrücken 10 und 11,

5. Montage des Magneten 3, des Lagensensors 9a/9b, des Übersetzungshebels 2 und des Koppelelementes 6,

6. Inbetriebnahme des Meßsystems,

7. Justierung der Ecklastfreiheit durch Bohren, Schleifen oder Fräsen im Bereich der Lenkerdünnstellen Ie.

Im Falle, daß durch die Formgebung die Gußbrücke 11 mit der unteren Befestigungsstelle If für das Koppelelement 6 zusammenfällt, erfolgt das Auftrennen der Gußbrücken 10 an den Lenkern Ic zweckmäßig erst nachdem die Gußbrücke 11 aufgetrennt und die untere Befestigungsstelle am Vorsprung If bearbeitet ist.

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In den Figuren 4 bis 7 sind nochmal verschiedene Ausgestaltungen des Materialabtrags im Bereich der Lenkerdünnstellen Ie gezeigt: In Fig. 4 ist eine einseitige Einfräsung 7 gezeigt, wie sie schon in Fig. 1 gezeigt war. In Fig. 5 sind zwei Einfräsungen 7 und 8 gezeigt, die

verbleibende Dünnstelle lh liegt hierbei in der Mitte des ursprünglichen Dünnstellenbereiches Ie. In Fig. 6 sind die obere Einfräsung 7 und die untere Einfräsiung 8 etwas gegeneinander versetzt, so daß die verbleibende Dünnstelle lh· gekröpft verläuft. In Fig. 7 schließlich ist die obere Einfräsung 7 etwas breiter und tiefer hergestellt als die untere Einfräsung 8, so daß die verbleibende Dünnstelle lh·· nicht in der Mitte des ursprünglichen Dünnstellenbereiches Ie liegt. - Diese verschiedenen Ausgestaltungen dienen dazu, das Verhalten des Meßsystems bei ausmittiger Belastung zu optimieren: Bei ausmittiger Belastung der Waagschale ergeben sich Zug- und Druckkräfte in den einzelnen Lenker armen, die je nach Lage eier Dünnstelle bezüglich der neutralen Faser zu leichten Kräften nach oben oder unten führen. Durch diese kleinen Zusatzkräfte kann z.B. ein nichtlineares Verhalten der ursprünglichen Parallelführung gegenüber ausmittiger Belastung weitgehend korrigiert werden. Je nach Verhalten der ursprünglichen Parallelführung ist dazu eine der oben beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhelft.

Eine andere Möglichkeit, das Ecklastverhalten zu beeinflussen, zeigt Fig. 8. Hier ist der Schnitt durch den Lenkerdünnstellenbereich Ie längs der strichpunktierten Linie I-I in Fig. 2 in einer speziellen Ausgestaltung gezeigt. Die Einfräsungen 7 und 8 sind hier nicht mehr auf der ganzen Länge gleich tief - wie im vorstehenden voraus-

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gesetzt -, sondern die Einfräsung 7 nimmt vom einen Ende zum anderen Ende hin zu, so daß die Dicke des verbleibenden Querschnittes lh¹¹¹ entsprechend abnimmt. Der dünnere Querschnitt kann dabei entweder auf der äußeren Seite des Lenkers oder auf der inneren, der Symmetrieebene zugewandten Seite des Lenkers liegen. Durch diese Ausgestaltung läßt sich - unabhängig von einer eventuellen Gußschräge im Dünnstellenbereich Ie - die Querschnittsverteilung im Bereich der Dünnstellen beeinflussen und damit entsprechend das Ecklastv&rhalten.

Der Materialabtrag im Bereich der Lenkerdünnstelle Ie ist im vorstehenden immer als Fräsen beschrieben worden. Selbstverständlich sind auch andere Formen des Materialabtrages möglich: Schleifen, Sägen, Erodieren oder Laserabtrag.

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Claims

Sartorius GmbH Akte SW 8711-IP-GM Weender Landstraße 94-108 Kö/ek D-3400 Göttingen Oberschalige Waage mit einstückiger Parallelführung für geringe Lasten Ansprüche:

1. Oberschalige Waage nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation mit einem gehäusefeacen Systemträger, mit einem Lastaufnehmer, mit zwei Lenkern, die an ihren Enden Lenkerdünnstellen aufweisen und die als Parallelführung den Lastaufnehmer in senkrechter Richtung beweglich mit dem Systemträge]: verbinden, wobei der Systemträger, die beiden Lenker und der Lastaufnehmer als einstückiges Gußteil ausgebildet sind, mit einem Übersetzungshebel und mit einem Koppelelement zwischen Lastaufnehmer und Übersetzungshebel, wobei die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft vom Lastaufnehmer über das Koppelelement auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels übertragen wird und am längeren Hebelarm des Übersetzungshebels die Spule der elektromagnetischen Kraftkompensation befestigt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (1) zwischen den Lenkern (Ic) und dem Systemträger (Id) und zwischen dem Lastaufnehmer (la) und dem Systemträger (Id) aus entjk fernten Gußbrücken (10,11) stammende Bearbeitungs-

|f 5 flächen (10',1I¹) aufweist und daß im Bereich der

Lenkerdünnstellen (Ie) durch nachträglichen Materialabtrag ein Streifen (7) mit nochmals verringertem Querschnitt erzeugt ist.

2. Oberschalige Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der nachträgliche Materialabtrag als Einfräsung (7,8) ausgebildet ist.

;

3. Oberschalige Waage nach Anspruch 2, dadurch qekenn-

zeichnet, daß zwei Einfräsungen (7,8) vorhanden sind.

4. Oberschalige Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einfräsungen (7,8) senkrecht ubereinanderliegen.

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5. Oberschalige Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet . daß die beiden Einfräsungen &Pgr;,B) schräg übereinander1iegen.

6. Oberschalige Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einfräsungen (7,8) gleich breit und gleich tief sind.

7. Oberschalige Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einfräsungen (7,8) verschieden breit und/oder verschieden tief sind.

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Sl₁ Oberschalige Waage nach einem der Ansprüche 1 bis i_f dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag eo vorgenommen ist, daß der verbleibende Querschnitt (lh···) auf der AUßen- und Innenseite der Lenkerdünnstellen (Ie) verschieden ist.

9. Oberschalige Waage nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (1) zwischen den Lenkern (Ic) im Bereich ihre dickeren Lenkerntittelteiles (Ic) Und dem Systemträger (Id) und zwischen dem Lastaufnehmer (la) und dem Systemträger (Id) aus entfernten Güßbrücken (10, 11) stammende Bearbeitüngsflachen (io',11·) aufweist und die Bearbeitungsflächen (11·) zwischen dem Lastaufnehmer (la) und dem Systemträger (Id) Befestigungsflächen (II¹) für das Koppelelement (6) am Lastaufnehmer (la) bilden.

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