CH689901A5 - Ueberlastschutz für eine Präzisionswaage. - Google Patents

Description

  
 



  Gegenstand der Erfindung ist ein Überlastschutz für eine Präzisionswaage, mit einer wegarmen Messzelle, einer Parallelführung, die mit einem Lastaufnehmer verbunden ist, und mit einer Hilfsparallelführung, deren Lenker einerseits mit dem Lastaufnehmer und andererseits mit einem Waagschalenträger verbunden sind und, vorgespannt durch mindestens eine Feder, innerhalb des Lastbereiches der Waage mit dem Lastaufnehmer eine starre Einheit bilden. 



  Die mechanischen Elemente von Präzisionswaagen müssen gegen Überlast geschützt werden, um eine Beschädigung bei unsachgemässer Behandlung zu vermeiden. Überlastsicherungen sind daher aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die meisten bekannten Vorrichtungen bestehen aus einer federelastischen Verbindung des Lastaufnehmers und des Waagschalenträgers. Die Feder, welche diese beiden Teile miteinander verbindet, erlaubt das Absenken des Waagschalenträgers, sobald die maximale Last der Waage überschritten wird und verhindert eine Überbelastung der Wägemechanik, insbesondere der Messzelle. Die Überlast wird meist auf der Abdeckung oder dem Boden des Waagengehäuses abgestützt. Eine solche bekannte Überlastsicherung ist aus der DE-A 2 830 345 bekannt.

   Bei dieser ist die Waagschale auf dem Waagschalenträger über eine Hilfsparallelführung mit dem Lastaufnehmer der Messzelle verbunden. Mit einer Feder wird der Waagschalenträger an einen Anschlag am Lastaufnehmer angepresst, so dass innerhalb des Lastbereiches der Waage eine starre Verbindung zwischen der Waagschale und dem Lastaufnehmer des Messwandlers  vorliegt. Überschreitet die auf die Waagschale wirkende Last den Messbereich der Waage, so wird die Anpresskraft der Feder überschritten. Der Waagschalenträger kann sich vom Lastaufnehmer lösen und nach unten ausweichen, bis ein gehäusefester Anschlag diese Bewegung stoppt. Bei der Vertikalbewegung des Lastschalenträgers ist die auf den Lastaufnehmer des Messwandlers einwirkende Kraft auf den zugelassenen Höchstwert beschränkt.

   Die bekannte Überlastsicherung benötigt verhältnismässig viel Raum, der in vielen Waagengehäusen nicht oder nicht in genügendem Masse vorhanden ist. 



  Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Überlastschutz zu schaffen, welcher auf kleinstmöglichem Raum untergebracht werden kann. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden waagschalenseitigen Enden der Lenker der Hilfsparallelführung durch mindestens einen am oberen Lenker und am unteren Lenker befestigten Führungsbolzen miteinander verbunden sind, dass der Führungsbolzen mit Spiel durch eine mit dem Lastaufnehmer der Messzelle fest verbundene Auflageplatte hindurchgeführt ist und dass die mindestens eine Feder zwischen dem oberen Lenker und der Auflageplatte eingesetzt ist. 



  Das vorliegende Konzept des Überlastschutzes ermöglicht es, diesen überwiegend seitlich des vorderen Endes der Messzelle anzuordnen. Die ebenfalls als Parallelführung ausgebildete Hilfsführung kann mit im Verhältnis zu deren Federweg sehr lang ausgebildeten Lenkern ausgerüstet werden, was Gewähr für geringe Biegespannungen in den Biegegelenken bietet. An den die Biegegelenke enthaltenden und durch die beiden Führungsbolzen verbundenen Lenkerplatten oder an der Anschlagplatte kann zusätzlich eine Halterung für ein Kalibriergewicht befestigt oder integriert werden. Der Überlastschutz lässt sich als unabhängiges Element vormontieren und ausserhalb der Waage auf deren Höchstlast abstimmen. Die Verbindung mit der Messzelle erfolgt durch wenige Schrauben. Die gleiche  Baugruppe kann durch Austausch nur der Feder(n) an verschiedene Lastbereiche angepasst werden. 



  Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Waage, 
   Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Messzelle und des an der Messzelle befestigten Überlastschutzes, 
   Fig. 3 einen Grundriss der Messzelle in Fig. 2 und des daran befestigten Überlastschutzes, 
   Fig. 4 einen Längsschnitt durch die beiden Lenker längs Linie IV-IV in Fig. 2, Last innerhalb des Lastbereiches der Waage, und 
   Fig. 5 einen Längsschnitt durch die beiden Lenker längs Linie IV-IV in Fig. 2, Last über dem Lastbereich der Waage. 
 



  In einem Waagengehäuse 1 einer Präzisionswaage 3 mit elektromagnetischer Lastkompensation ist der Federkörper 5 einer Messzelle 7, auch Messwandler genannt, mit seinem rückwärtigen Ende 9 an einem Halter 11 befestigt. Der Halter 11 ist mit dem Boden 13 oder mit einer Wand des Waagengehäuses 1 verbunden. Der Federkörper 5 kann beispielsweise aus einem einstückigen Aluminiumkörper hergestellt und als Parallelführung mit einem oberen Lenker 6 und einem unteren Lenker 8 sowie einem Lastaufnahmeende 10, das die beiden Lenker 6, 8 verbindet, ausgestaltet sein. Die elektromagnetische Lastkompensation ist in Fig. 1 nur rein schematisch durch eine Tauchspule 15 und einen Permanentmagneten 17 dargestellt, weil der Aufbau der Messzelle 7 nicht Teil dieser Erfindung ist. Aus diesem Grund wird er nicht näher erläutert. 



  Am Lastaufnahmeende 10 des Federkörpers 5, welches den Lastaufnehmer 19 bildet, sind ein unterer Lenker 21 und ein oberer Lenker 23 befestigt. Die Befestigung der beiden Lenker 21 und 23, welche zusammen eine  Hilfsparallelführung 25 bilden, erfolgt durch eine Verbindung mit Schrauben 28 und 30 oder durch eine Verklebung oder Vernietung. Ein Waagschalenträger 27 trägt oben eine Waagschale 37. Die beiden von der Messzelle 7 abgewandten Enden der Lenker 21 und 23 sind durch mindestens einen Führungsbolzen 29 fest miteinander verbunden. Dieser ist am oberen Lenker 23 und am unteren Lenker 21 zum Beispiel mit Schrauben befestigt. Über dem unteren Lenker 21 liegt eine Auflageplatte 34, welche vom Führungsbolzen 29 in einer Führungsbohrung 31 mit Spiel durchdrungen wird. Das untere Ende des Führungsbolzens 29 steht, wie bereits beschrieben, festgeschraubt auf dem unteren Lenker 21.

   In geringem Abstand, beispielsweise einem Abstand von wenigen Zehntelsmillimetern bis einigen Millimetern, vom Kopf der den Führungsbolzen 29 festhaltenden unteren Schraube (in Fig. 1 nicht sichtbar) oder von einem am Lenker 21 befestigten Auflageteller 33, ist auf dem Gehäuseboden 13 ein Anschlag 35 angebracht, der die Schwenkbewegung der Hilfsparallelführung 25 bzw. die Vertikalbewegung des Führungsbolzens 29 begrenzt. Die beiden Lenker 21 und 23 weisen in bekannter Weise ausgebildete Biegeelemente 39 auf, welche eine im Wesentlichen vertikale Bewegung des Waagschalenträgers 27 bewirken. Zwischen den beiden Lenkern 21 und 23 ist eine Schraubenfeder 41 eingesetzt, welche den unteren Lenker 21 in Anlage an die Auflageplatte 34 führt und mit einer vorbestimmten Last angepresst an diese hält.

   Diese Last entspricht der Maximallast, für die die Waage 3 bzw. die Messzelle 7 ausgelegt ist. Das hintere Ende der Auflageplatte 34 ist starr mit dem Lastaufnahmeende 10 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise mit der Schraube 28 erfolgen, mit welcher auch der untere Lenker 21 befestigt ist. 



  Wenn die Waage 3 mit einer Last F beaufschlagt wird, die innerhalb des Lastbereiches der Waage 3 liegt, verhält sich die Hilfsparallelführung 25 als starrer Körper. Die gesamte auf die Waagschale 37 aufgelegte Last F wird direkt auf die Messzelle 7 übertragen. Übersteigt die Last F hingegen den Lastbereich der Waage 3, sei es weil eine zu grosse Last auf die  Waagschale 37 aufgelegt wird oder weil eine Last, deren Grösse sich wohl innerhalb des Lastbereiches der Waage befindet, auf die Waagschale 37 fällt, so wird die Kraft der Feder 41 überschritten. Die beiden Lenker 21 und 23 biegen sich durch und der daran befestigte Führungsbolzen 29 drückt die auf der Auflageplatte 34 abgestützte Feder 41 zusammen, bis der Auflageteller 33 am unteren Ende des Führungsbolzens 29 in Anlage mit dem Anschlag 35 gelangt.

   Die Messzelle 7 wird während dieses Vorganges nur gerade mit der zulässigen Maximallast, für die sie vorgesehen ist, belastet. 



  In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, umgibt die Hilfsparallelführung 125 das vordere, den Lastaufnehmer 119 bildende Ende der Messzelle 107 und gegebenenfalls weitere Teile des Messwandlers. Das Waagengehäuse sowie die Waagschale sind der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Fig. 2 bis 4 nicht mehr dargestellt. 



  Die Messzelle 107 ist wiederum mit ihrem rückwärtigen Ende an einem Halter 111 befestigt. Selbstverständlich wäre auch eine andere Befestigungsweise der Messzelle 107 möglich, ohne an der Erfindung etwas zu ändern. Die beiden Lenker 121 und 123 der Hilfsparallelführung 125 sind mit den Lenkerenden 145 mit Schrauben 143 am Lastaufnahmeende 110 der Messzelle 107 befestigt. Die beiden Lenker 121, 123 weisen - im Gegensatz zu denjenigen in Fig. 1 - nicht eine gestreckte, sondern eine "gefaltete" Gestalt auf. Die hinteren Lenkerenden 145, die mit dem Lastaufnahmeende der Messzelle 107 verbunden sind, weisen Abschnitte 108 auf, welche sich parallel zur und in Richtung des rückwärtigen Endes der Messzelle 107 erstrecken, bevor sie nach einer nach aussen gerichteten Umlenkung in einen nach vorne gerichteten zentralen Abschnitt 112 übergehen.

   Am zentralen Abschnitt 112 befinden sich die beiden Biegeelemente 139 und 140. An das weiter vorne liegende Biegeelement 140 schliesst sich das vordere Lenkerende 147 an, welches die Abschnitte 112 miteinander  verbindet. Mit anderen Worten: Das hintere Lenkerende 145 liegt in einer U-förmigen Ausnehmung 149, welche durch die beiden innen liegenden Schenkel der Abschnitte 112 und das vordere Lenkerende 147 gebildet und von diesen umgeben wird. 



  Die Befestigungen der beiden Lenker 121 und 123 an der Messzelle 107 liegen ober- und unterhalb des Lastaufnahmeendes 110. Die gegenseitigen Verbindungen der jeweils vorderen Lenkerenden 147 durch die Führungsbolzen 129 liegen seitlich der Messzelle 107. 



  Zwischen den vorderen Lenkerenden 147 der beiden Lenker 121 und 123 sind zwei Schraubenfedern 141 eingesetzt. Vorzugsweise umschlingen diese die Führungsbolzen 129, welche am oberen Lenker 123 und am unteren Lenker 121 mit Schrauben 144 und 146 befestigt sind. Auf dem vorderen Abschnitt des unteren Lenkers 121 ist eine Auflageplatte 134 aufgelegt und messzellenseitig mit dem Lastaufnahmeende 110 der Messzelle 107 verschraubt. Die Verschraubung kann mit den unteren Schrauben 143 für die Befestigung der unten liegenden Lenker 121 an der Messzelle 107 erfolgen. Die Führungsbolzen 129 durchdringen die Auflageplatte 134 in Führungsbohrungen 131 mit Spiel. Die Schraubenfedern 141 sind zwischen dem oberen Lenker 123 und der Auflageplatte 134 eingespannt gehalten.

   Da die beiden Führungsbolzen 129 mit den sie umschlingenden Schraubenfedern 141 seitlich des Lastaufnehmers 119 der Messzelle 107 liegen, bewirkt die Hilfsparallelführung 125 folglich keine Verlängerung der Wägemechanik und findet Raum im bestehenden Gehäuse der Waage 3. 



  Am vorderen Lenkerende 147 des unteren Lenkers 121 kann ein Kalibriergewichtsträger 151 mit zwei Trägerarmen 153 befestigt sein. Das Kalibriergewicht sowie eine entsprechend ausgebildete manuell oder elektrisch betätigbare Absenkeinrichtung sind in den Fig. 2 bis 4 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. In Fig. 1 ist diese Einrichtung rein schematisch dargestellt und mit Bezugszeichen 51 angedeutet. 



  Bei einer Überbelastung der Waage werden die beiden Federn 141 zusammengedrückt und die Lenker 121 und 123 biegen sich durch, bis die an der Unterseite des unteren Lenkers 121 angebrachten Auflageteller 133 am Boden des Waagengehäuses 1 oder einem eigens dafür vorgesehenen Anschlag 135 aufliegen. Fig. 5 zeigt diese Situation, wobei die Auslenkung der Abschnitte 112 und des vorderen Lenkerendes 147 erkennbar ist. Die hinteren Lenkerenden 145 verändern ihre Lage nicht. 



  Als Auflageteller 133 können auch die Köpfe der Schrauben 146 dienen. Einer der Vorteile des erfindungsgemässen Konzeptes besteht darin, dass für die beiden Lenker 21, 23 resp. 121, 123 genau gleiche (also austauschbare) Bauteile verwendet werden können. 

Claims (9)

1. Überlastschutz für eine Präzisionswaage (3), mit einer wegarmen Messzelle (7, 107), einer Parallelführung (5), die mit einem Lastaufnehmer (19, 119) verbunden ist, und mit einer Hilfsparallelführung (25, 125), deren Lenker (21, 121, 23, 123) einerseits mit dem Lastaufnehmer (19, 119) und andererseits mit einem Waagschalenträger (27, 127) verbunden sind und, vorgespannt durch mindestens eine Feder (41, 141), innerhalb des Lastbereiches der Waage (3) mit dem Lastaufnehmer (19, 119) eine starre Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden waagschalenseitigen Enden (147) der Lenker (21, 23, 121, 123) der Hilfsparallelführung (25, 125) durch mindestens einen am oberen Lenker (23, 123) und am unteren Lenker (21, 121) befestigten Führungsbolzen (29, 129) miteinander verbunden sind, dass der Führungsbolzen (29, 129) mit Spiel durch eine mit dem Lastaufnehmer (19, 119)

der Messzelle (7, 107) fest verbundene Auflageplatte (34, 134) hindurchgeführt ist und dass die mindestens eine Feder (41,141) zwischen dem oberen Lenker (23, 123) und der Auflageplatte (34, 134) eingesetzt ist.

2. Überlastschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Feder (41, 141) den mindestens einen Führungsbolzen (29, 129) umschlingt.

3. Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageplatte (34, 134) beim Wägen innerhalb des Lastbereiches der Waage auf dem unteren Lenker (21, 121) aufliegt.

4. Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (41, 141) zwischen den beiden Lenkern (21, 23, 121, 123) mit einer Kraft eingespannt ist, die der maximalen Last der Waage (3) entspricht.

5.

Überlastschutz, bei dem jeder Lenker (121, 123) ein vorderes (147) und ein hinteres Lenkerende (145) sowie jeweils je zwei auf je einem Abschnitt (112) zwischen den Lenkerenden (145, 147) ausgebildete Biegeelemente (139) aufweist, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Lenkerende (145) am Lastaufnahmeende (110) der Messzelle (107) befestigt ist und die Abschnitte (112) seitlich vom Lastaufnahmeende (110) der Messzelle (107) verlaufend ausgebildet sind.

6. Überlastschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (112) und das vordere Lenkerende (147) eine U-förmige Ausnehmung (149) bilden, die das hintere Lenkerende (145) umfasst.

7. Überlastschutz nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Lenker (121, 123) verbindenden Führungsbolzen (29) seitlich ausserhalb der Messzelle (107) liegen.

8.

Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und die unteren Lenker (21, 23; 121, 123) gleiche Bauteile sind.

9. Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auflageplatte (34, 134) eine Halterung (151, 153) für ein Kalibriergewicht vorgesehen ist.