LU84066A1 - Waage - Google Patents

Description

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Waage " Die Erfindung betrifft eine Waage mit einer Konsole, einem beweglichen Lastträger, der mittels einer aus in zwei Ebe-5 nen übereinander angeordneten elastischen Lenkern gebilde-. ten Parallelführung mit der Konsole verbunden ist, einem wegarmen Messsystem und einer diesem vorgeschalteten Messfeder.

10 Waagen dieser Art sind beispielsweise aus der CH-PS 552 799 und aus der unter der Nr. 0 016 238 veröffentlichten europäischen Patentanmeldung bekannt.

Bei einer dieser bekannten Waagen sind die Lenker mit aus-15 geprägten Biegestellen versehen, also nur über einen Teil ihrer Länge als Biegefedern wirksam, während als Messfeder eine Schraubenfeder dient. Die andere bekannte Waage benützt für die Lenker und für die Messfeder Biegefedern, welche über ihre ganze Länge einen stetigen Verlauf der Bie-20 geelastizität aufweisen.

Lenker und Messfeder haben die Tendenz, bei einer Laständerung an der Waage zu kriechen, was zu Fehlern in der Anzeige des Wägeergebnisses führt.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Waage, bei der durch Kriechen hervorgerufene Anzeigefehler weitgehend vermieden sind.

30 Das Kriechproblem ist z.B. in der DE-OS 2 040 987 behandelt, welche eine Vorrichtung zur Lastanzeige beschreibt, die zwei mechanische Widerstände aufweist, welche bei Belastung teilweise ausgelenkt werden und dabei eine Anzeigeeinrichtung beeinflussen. Zur Lösung des Kriechproblems 35 sollen diese Widerstände eine solche mechanische Hystérésis- - 2 -

Charakteristik besitzen, dass sie sich in ihrer Wirkung auf die Anzeigeeinrichtung gegenseitig kompensieren. Als Widerstände sind Schrauben- oder Biegefedern vorgesehen.

Λ 5 Die Praxis hat gezeigt, dass auf dieser Basis das Kriechproblem nicht leicht in den Griff zu bekommen ist, insbesondere bei gemischter Verwendung von Schrauben- und Biegefedern oder von flachen Lenkern und Messfedern, welche über ihre ganze Länge einen stetigen Verlauf der Biegeelastizi-10 tät aufweisen. Die Schwierigkeiten bestehen vor allem darin, dass für die Dimensionierung der elastischen Teile noch ande- « re Faktoren massgebend und möglichst alle die Anzeigegenauigkeit beeinträchtigenden Einflüsse dabei zu berücksichtigen sind. Beispielsweise muss für die Untersetzung der 15 vom Lastträger auf das Messsystem ausgeübten Kraft ein bestimmtes Verhältnis erreicht und eingehalten werden. Andererseits ist eine Konstruktion zu wählen, die es ermöglicht, die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die Messgenauigkeit mit möglichst wenig Aufwand möglichst gering zu 20 halten.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie sich unter Berücksichtigung dieser Forderungen Kriechfehler ohne zusätzlichen Aufwand an Hilfsmitteln vermeiden lassen, und zwar be-25 steht die Lösung darin, dass erfindungsgemäss die Lenker und die Messfeder flache, steife Elemente mit örtlich konzentrierten Biegestellen sind und dass alle Biegestellen aus gleichem Material bestehen und so dimensioniert sind, dass die durch eine Laständerung hervorgerufene mittlere 30 Biegespannungsänderung an allen Biegestellen gleich ist.

Beim Vorliegen gleicher Materialdehnungsverhältnisse an allen Biegestellen ist das Ausmass des Kriecheffektes an der Patallelführung und an der Messfeder ebenfalls gleich, so 35 dass eine Auswirkung auf das Messsystem unterbleibt. Die - 3 -

Uebereinstimmung ist natürlich aufgrund von Material- und Masstoleranzen nicht vollkommen. Durch die Verwendung gleichen Materials für alle Biegestellen und ähnliche oder gleiche Konstruktion derselben lässt sich jedoch eine sehr ge-5 naue Uebereinstimmung erreichen, und zwar über den ganzen

Lastbereich, wenn durch geeignete Konstruktion dafür gesorgt wird, dass die Kompensationsbedingung im oberen Teil des Lastbereichs erfüllt ist, wo der Kriecheffekt am grössten ist. Aufgrund des gleichen Materials herrscht zudem an al-10 len Biegestellen der gleiche Temperaturkoeffizient in bezug auf Ausdehnung und Elastizitätsmodul, so dass sich der Einfluss von Temperaturänderungen auf die Messgenauigkeit ebenfalls weitgehend kompensieren lässt.

15 Erfindungsgemäss wird auf die durch eine Laständerung hervorgerufene mittlere BiegeSpannungsänderung an den Biegestellen abgestellt. Dabei bezieht sich der Mittelwert auf den variablen Verlauf der Biegespannungsänderung über die Länge der Biegestelle. Diese Voraussetzung ist für Materia-20 lien mit geringem Kriecheffekt hinreichend. Bei Verwendung von Materialien mit verhältnismässig hohem Ausmass des Kriecheffektes ist es zur Kompensation von Kriechfehlern zudem erforderlich, dass auch die mittlere Maximalbiegespannung an allen Biegestellen gleich ist.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 Schema einer Saitenwaage gemäss einer ersten Aus-30 führungsform,

Fig. 2 und 3 Schnitt- bzw. Seitenansicht einer Saitenwaage gemäss einer zweiten Ausführungsform.

35 Die Waage nach Fig. 1 weist eine Konsole 1 und einen be- - 4 -

weglichen Lastträger 2 auf. Diese sind miteinander verbunden durch eine Parailelführung, welche aus in zwei Ebenen übereinander angeordneten elastischen Lenkern 3 bzw. 4 gebildet ist. Das wegarme Messsystem ist eine schwingende 5 Saite 5, d'er eine Messfeder 6 vorgeschaltet ist. Die Lenker 3 und 4 und die Messfeder 6 sind flache, steife Elemente mit örtlich konzentrierten Biegestellen 31,32,41,42 bzw. 61 und sind mit der Konsole 1 und dem Lastträger 2 einstückig ausgebildet. Somit bestehen alle Biegestellen aus gleichem 10 Material. Länge 1, Breite (Dimension senkrecht zur Zeichenebene) und Höhe h der Biegestellen sind jeweils nun so gewählt, dass einerseits die Federkonstanten der Parallelführung 3, 4 und der Messfeder 6 zusammen mit derjenigen der Saite 5 zu einem Verhältnis der auf die Saite 5 ausgeübten 15 Kraft K bezüglich der am Lastträger 2 wirkenden Kraft Q

führen, das bei gegebener Höchstlast der Waage an die Belastbarkeit der Saite angepasst ist, und dass anderseits die durch eine Laständerung hervorgerufene, im Mittel über die Länge 1 der Biegestellen genommene Biegespannungsände-20 rung an den Biegestellen 31,32,41,42 der Lenker 3 und 4 gleich sind wie an der Biegestelle 61 der Messfeder 6.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3, die prin- : zipiell gleich aufgebaut ist wie die nach Fig. 1, bestehen 25 die Konsole 10 und der Lastträger 11 je aus einer stabilen Rahmenkonstruktion, an der die Lenker 12,13,14 und 15 und die Messfeder 16 in Form flacher, steifer Elemente mit örtlich konzentrierten Biegestellen befestigt sind. Je die in einer Ebene angeordneten Lenker 12,13 bzw. 14,15 sind zusam-30 men einstückig ausgebildet, indem sie je durch einen Steg 17 bzw. 18 auf der Seite der Konsole 10 miteinander verbunden sind. Die an der Konsole 10 verankerte Messfeder 16 liegt in der Ebene der oberen Lenker 12,13 und ist mit diesen gleichermassen einstückig ausgebildet. Dadurch bestehen 35 die Lenker und die Messfeder, soweit sie Zusammenhängen, - 5 - nicht bloss aus gleichem Material, sondern stammen zwangsläufig aus demselben Stück Rohmaterial, ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 1, womit minimale Materialabweichungen an den verschiedenen Biegestellen erzielt werden. Am freien 5 Ende der Messfeder 16 und am unteren Teil des Lastträgers 11 sind Sockel 19 bzw. 20 angebracht, zwischen denen die in diesen verankerte schwingende Saite 21 verläuft.

Wiederum sind die Biegestellen so dimensioniert, dass die 10 durch eine Laständerung hervorgerufene mittlere Biegespannungsänderung an allen Biegestellen gleich ist, um die ‘ Kriechfehler auf ein Minimum zu reduzieren.

Um die Konsole vom Waagengestell in bezug auf Vibrationen 15 zu entkoppeln, verwendet man mechanische Tiefpassfilter, wozu ebenfalls Biegefedern vorgesehen sein können. Es besteht dabei die Möglichkeit, die als Tiefpassfilter wirkenden Biegefedern mit den Lenkern einer Ebene einstückig auszubilden.

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Claims (8)

1. Waage mit einer Konsole, einem beweglichen Lastträger, der mittels einer aus in zwei Ebenen übereinander ange- 5 ordneten elastischen Lenkern gebildeten Parallelführung mit der Konsole verbunden ist, einem wegarmen Messsystem und einer diesem vorgeschalteten Messfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenker (3, 4) und die Messfeder (6) flache, steife Elemente mit örtlich konzentrierten

10 Biegestellen (31,32,41,42,61) sind und dass alle Biege- s'tellen aus gleichem Material bestehen und so dimensioniert sind, dass die durch eine Laständerung hervorgerufene mittlere Biegespannungsänderung an allen Biegestellen gleich ist. 15

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegestellen (31,32,41,42,61) so dimensioniert sind, dass überdies die mittlere Maximalbiegespannung an allen Biegestellen gleich ist. 20

3. Waage nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass je die in einer Ebene angeordneten Lenker (3; 4) zusammen einstückig ausgebildet sind.

4. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (16) in einer der Lenkerebenen angeordnet ist.

5. Waage nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeich- • net, dass die Messfeder (16) und die mit dieser in glei- 30 eher Ebene liegenden Lenker (12, 13) zusammen einstückig ausgebildet sind.

6. Waage nach Anspruch 3, bei der die Konsole über mechanische Tiefpassfilter mit dem Waagegestell verbunden ist, 35 dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefpassfilter bildende ·» Λ - 7 - Biegefedern in den Lenkerebenen angeordnet und mit den betreffenden Lenkern (12, 13; 14, 15) einstückig ausgebildet sind.

7. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem wenigstens eine schwingende Saite (5) umfasst.

8. Waage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die 10 Messfeder (6) am oberen Ende der Saite (5) angreift. *