CH669043A5

CH669043A5 - Praezisionswaage.

Info

Publication number: CH669043A5
Application number: CH3637/85A
Authority: CH
Inventors: Paul Luechinger
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1989-02-15
Also published as: DE8615750U1; DE3619616C2; DE3619616A1; US4723615A; JPH0618253Y2; JPS6240531U

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Präzisionswaage mit einer Waagschale, die mittels Bieglenkern derart parallelgeführt ist, dass sie beim Wägen im wesentlichen nur eine Vertikalbewegung ausführt, und mit einer Justiereinrichtung zur Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen zwei Biegelenkerenden.

Es ist dem Fachmann bekannt, dass bei derartigen Waagen die genaue Einhaltung der Parallelität der Lenker eine grosse s Rolle spielt. Insbesondere die Gleichheit der Vertikalabstände der Lenker an deren Enden ist wichtig, um Wägefehler zu vermeiden, die bei nicht zentrischer Wägegutauf-lage auf der Waagschale auftreten können (sogenannte Eckenlastfehler).

io Aus der Schweizer Patentschrift 524 869 ist eine Präzisionswaage mit einer Justiereinrichtung bekannt, bei der der vertikale Aufbau der Waage unterhalb der Befestigungsflächen für die Biegelenkerenden eingeschnitten ist, derart, dass die Befestigungsflächen durch Verbiegen des Aufbaus 15 mit einer Schraube in geringem Umfang verschiebbar sind.

Die bekannte Vorrichtung erlaubt eine feine Einstellung der vertikalen Abstände der Biegelenkerenden der übereinander angeordneten Biegelenker in einem sehr beschränkten Bereich, doch verursacht das Verbiegen einerseits Span-20 nungen im Aufbau der Waage und andererseits eine horizontale Abstandsänderung zwischen den beiden Enden der Biegelenker, welche Querkräfte im Biegelenker und in den Verjüngungen erzeugt, die zu erneuten Messfehlern führen können und deshalb unerwünscht sind.

25 Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Abstandsjustierung der Biegelenker im gesamten Einstellbereich mit einem einzigen Justierelement durchzuführen, wobei die Befestigungsflächen für die Biegelenkerenden im gesamten Verstellbereich parallel verschoben werden. Gleichzeitig 30 sollte die Möglichkeit der Abstandsjustierung zur Eckenlast-ausgleichung unter Betriebsbedingungen, d. h. auch ohne Entfernen von Gehäuseteilen von aussen möglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgaben besteht die Abstandsjustierung aus einem die Befestigungsflächen für die Biegelenker-35 enden tragenden, am Waagengestell angebrachten, ein eigenes Gehäuse aufweisenden Parallellenkerpaar gemäss dem Kennzeichen des Patentanspruches 1. Nach der Erfindung erfolgt das Ausrichten der übereinander angeordneten Biegelenker durch parallele Verschiebung der waagengestell-40 seitigen Befestigungsflächen der Biegelenkerenden mit dem Gehäuse des Parallellenkerpaares. Die Schwenkebene des Parallellenkerpaares liegt parallel zur Schwenkachse der Biegelenker.

Es können mit der erfindungsgemässen Vorrichtung nicht 45 nur die fertigungstechnisch bedingten Abweichungen und die Montageungenauigkeiten kompensiert werden, sondern es lassen sich, da die Verstellung ohne Winkeländerung in den Biegelenkern erfolgt, Biegespannungen in den Lenkern zum grössten Teil vermeiden. Da die Biegespannungen durch so den Temperaturkoeffizienten des E-Moduls temperaturabhängig werden, können somit Fehler, welche durch äussere Temperaturänderungen verursacht werden, sehr klein gehalten werden. Damit wird auch der Nullpunkt weit weniger temperaturabhängig.

55 In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Parallellenkerpaar in einem eigenen Gehäuse untergebracht, das durch Einschieben eines Zylinders in einen unter der oberen Hälfte des Gehäuses angeordneten konischen Schlitz stufenlos innerhalb eines Bereiches 60 von z. B. ± 0,3 mm Weg mit einer Genauigkeit von 0,5 [Am verstellbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in nicht-massstäblichen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen :

65

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Waage,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Biegelenker,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Einsteilvorrichtung,

Fig. 4 bis 6 je einen Längsschnitt durch ein Verstellelement und

Fig. 7 einen Querschnitt längs Linie VII-VII in Fig. 3.

Für das Ausführungsbeispiel wurde eine elektromagnetisch kompensierende Waage an sich bekannter Art gewählt, vergleiche beispielsweise CH-Patentschrift 591 072, da die Vorteile der erfindungsgemässen Justierung besonders bei wegarmen Waagen dieser oder vergleichbarer Art zum Tragen kommen.

Die Waage umfasst einen vertikal beweglichen Träger 10, an dessen oberem Ende eine Waagschale 12 befestigt ist. Er durchsetzt mit Spiel eine zentrale Bohrung eines Permanentmagnetsystems 14, das ortsfest auf einem Ausleger 16 des Waagengestells 18 angeordnet ist. Ein Anschlag 20 verhindert unzulässig grosse Auslenkungen des Trägers 10.

Zwei Biegelenker 22,22' in Dreieckform führen den Träger 10 parallel. Eine Justiereinrichtung 26, in Fig. 1 nur mittels Doppelpfeil angedeutet, wird unten detailliert erläutert.

Die Waage arbeitet bekanntlich wie folgt: Eine kapazitive Abtastung (Positionsgeber) 28 signalisiert bei Belastung der Waagschale 12 eine Auslenkung des Trägers 10 aus der Sollstellung. Dieses Signal wird in der elektrischen Regelschaltung 30 zur Bestimmung der Grösse eines Stroms verwendet, der durch eine am Träger 10 angeordnete Kompensationsspule 32 fliesst.

Die elektromagnetische Kraftwirkung dieses Stroms im Luftspalt des Permanentmagnetsystems 14 führt den Träger 10 in die Sollposition zurück. Die Grösse des Kompensationsstroms im Gleichgewichtszustand ist ein Mass für die Grösse des zu bestimmenden Gewichts und kann in einer Anzeigeeinrichtung 34 in Gewichtseinheiten digital dargestellt werden.

In Fig. 2 ist ein Lenker 22 gezeigt. Er ist symmetrisch aufgebaut und weist drei durch Stanzen und Schleifen erzeugte Verjüngungen 36 sowohl in der Breite als auch in der Dicke gegenüber dem Ursprungsquerschnitt 38 auf. Das Material ist Federstahl oder Federbronce. An seinen Enden 40 hat der Lenker 22 wieder den Ursprungsquerschnitt und ist mit Langlöchern zur Befestigung mittels Schrauben versehen. Das einzelne Ende («Spitze» des Dreiecks) ist für die Befestigung am Träger 10 vorgesehen.

In den Fig. 3 bis 6 sind die erfindungsgemässen Justiereinrichtungen in grösserem Massstab gezeigt. Sie sind an einem Teil des Waagengestells 18, z.B. an einer Seitenwand 24, befestigt und tragen die Enden 40 des oberen Biegelenkers 22.

Die im Längsschnitt sichtbare Justiereinrichtung 26 gemäss Fig. 3 besteht aus einem im oberen Teil u-förmigen Gehäuse 42, dessen Seiten 44 senkrecht, die Front 46 parallel zur Seitenwand 24 angeordnet sind. Im Gehäuse 42 sind zwei Biegeplatten, welche ein Parallellenkerpaar 48, 50 bilden und deren Enden einerseits mit einer Rückwand 52 und anderer669043

seits fest mit der Front 46 verbunden sind. Die Rückwand 52 liegt an der Seitenwand 24 an und ist mit dieser starr verbunden. Der u-förmige Teil des Gehäuses 42 ist damit bezüglich der Seitenwand 24 mittels des Parallellenkerpaares 48, 50 parallel verschiebbar. Die Front 46 ist teilweise durchbrochen, damit das Ende 52 leicht an der Seitenwand 24 befestigt werden kann. Über dem u-förmigen Teil des Gehäuses 42 ist an einer Verlängerung der Front 46 die Befestigungsfläche 56 für das Ende 40 des Biegelenkers 22 angebracht. Die Befestigungsfläche 56 liegt exakt parallel zur Befestigungsfläche 58 für den unteren Biegelenker 22'. Letztere ist am unteren Teil des Gehäuses 42 vorgesehen, welcher Teil fest mit der Seitenwand 24 des Waagengestells 18 verbunden ist.

Der obere und der untere Teil des Gehäuses 42 sind seitlich durch einen sich konisch verjüngenden Schlitz 60 voneinander getrennt. Die die Stützfläche 62 bildende obere Begrenzung des Schlitzes 60 liegt in einem Winkel von ca. 4° geneigt zur unteren, eine Auflagefläche 64 bildenden Begrenzung des Schlitzes 60. In den Schlitz 60 ist ein geschliffener, zylindrischer Bolzen 66 eingelegt, dessen Werkstoff vorzugsweise den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Gehäuse 42 aufweist. Der Bolzen 66 ist mit einer diesen quer durchdringenden Schraube 68 längs der Auflagefläche 64 verschiebbar. Die Schraube 68 ist entweder im Gehäsue 42 und/oder in der Seitenwand 24 geführt. Es kann auch eine Differentialschraube verwendet werden, deren gröberes Gewinde im Bolzen 66 und deren feineres Gewinde im Gehäuse 42 und/ oder der Seitenwand 24 geführt ist. Eine Blattfeder 70, es könnte auch eine die Schraube 68 umschlingende Schraubenfeder eingesetzt sein, drückt den Bolzen 66 in Richtung des breiteren Teiles des Schlitzes 60.

Die Einstellung des gegenseitigen Abstandes der Befestigungsflächen 56 und 58 erfolgt durch Drehen an der Schraube 68, welche den Bolzen 66 im Schlitz 60 verschiebt, bis sich der obere Teil des Gehäuses 42 bzw. die Befestigungsfläche 56 in der gewünschten Stellung befindet.

Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, erfolgt die Verschiebung der Befestigungsfläche 56 absolut parallel, so dass auf den Biegelenker 22 keine diesen verbiegenden Kräfte einwirken können.

Anstelle eines Bolzens 66 als Verstellelement kann eine konische Schraube 72 treten, mit der der Schlitz 60 erweitert werden kann (Fig. 4). Die Schraube 72 kann wie die Schraube 68 in Fig. 3 geführt sein.

In Fig. 6 ist als Verstellelement ein in den Schlitz 60 eingreifender Kipphebel 78 vorgesehen, dessen Schwenkachse sich in oder auf der Auflagefläche 64 befindet. Anstelle des den Spreizvorgang bewirkenden kurzen Hebelarmes könnte auch ein am langen Hebelarm befestigter unrunder Bolzen (Exzenter) treten (keine Abbildung).

In der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 5 sind die beiden Gehäuseteile durch ein Band 80 miteinander verbunden und können von einer in der Mitte des Bandes 80 angreifenden Schraube 82 zusammengezogen werden.

3

s

10

15

20

25

30

35

40

45

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B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

669043 PATENTANSPRÜCHE

1. Präzisionswaage mit einer Waagschale, die mittels Biegelenkern derart parallel geführt ist, dass sie beim Wägen im wesentlichen nur eine Vertikalbewegung ausführt, und mit einer Justiereinrichtung zur Einstellung des vertikalen Abstandes zwischen zwei Biegelenkerenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Justiereinrichtung (26) aus einem am Waagengestell (18) angebrachten, die Befestigungsfläche (56) für ein Biegelenkerende (22) tragenden Gehäuse (42) besteht, mit welchem die Befestigungsfläche (56) ohne Winkeländerung relativ zum Waagengestell (18) anheb- oder absenkbar ist.

2. Präzisionswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (42) ein Parallellenkerpaar aus zwei je mit dem einen Ende an der Front (46) des u-förmig ausgebildeten Teiles des Gehäuses (42) und mit dem anderen Ende an der Rückwand (52) des Gehäuses (42) befestigten Biegeplatten (48,50) besteht, und dass das obere Ende des u-förmigen Teiles des Gehäuses (42) als Befestigungsfläche (56) und das untere Ende als Stützfläche (62) für ein Verstellelement ausgestaltet ist.

3. Präzisionswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeplatten (48,50) des Parallellenkerpaares in einer Ebene schwenkbar sind, die parallel zur Ebene liegt, in der die Biegelenker (22) beim Wägen schwenkbar sind.

4. Präzisionswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (62) geneigt zur Auflage- und Befestigungsfläche (56) angebracht ist, und dass das Verstellelement entlang der Stützfläche (62) auf einer zur Stützfläche (62) nicht parallelen Auflagefläche (64) verschiebbar angeordnet ist.

5. Präzisionswaage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellelement ein zylindrischer Bolzen (66) in den Schlitz (60) zwischen die Auflagefläche (64) und die Stützfläche (62) eingelegt ist, welcher Bolzen (66) mit einer diesen durchdringenden Schraube (68) im Schlitz (60) verschiebbar ist.

6. Präzisionswaage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (66) mit einer Feder (70) spielfrei in Richtung auf die grössere Öffnung des Schlitzes (60)

gedrückt wird.

7. Präzisionswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellelement eine den Schlitz (60) zwischen der Stützfläche (62) und der Auflagefläche (64) spreizende am Ende (54) in einem Gewinde geführte Schraube (72) mit konischem Kopf eingesetzt ist.

8. Präzisionswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellelement ein das Gehäuse (42) und die Auflagefläche (64) bzw. den die Auflagefläche (64) enthaltenden unteren Gehäuseteil verbindendes Zugband (80) eingesetzt ist, mit welchem die Weite des Schlitzes (60) einstellbar ist.

9. Präzisionswaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstellelement ein in den Schlitz (60) eingreifender Kipphebel (78) oder ein im Schlitz (60) angeordneter, mit dem Kipphebel (78) verbundener unrunder Bolzen (Exzenter) verwendet wird.