DE102019123224A1

DE102019123224A1 - Weighing sensor

Info

Publication number: DE102019123224A1
Application number: DE102019123224.4A
Authority: DE
Inventors: Timo Hauck
Original assignee: Minebea Intec Aachen GmbH and Co KG
Current assignee: Minebea Intec Aachen GmbH and Co KG
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Wägeaufnehmer (1) für eine Waage umfassend einen Festlandkörper (3), eine mittels Parallelogrammführung am Festlandkörper (3) angelenkte Lastaufnahme (2) und ein Hebelwerk (4) mit mindestens zwei Hebeln (5, 6), wobei der letzte Hebel ein Kompensationshebel (6) ist, an dessen Ende eine Spule angeordnet ist, wobei mindestens ein Stützgelenk (10, 11) mindestens eines Hebels (5, 6) auf dem Festlandkörper (3) abgestützt ist, wobei ein erster Hebel (5) näher an einer Lastaufnahme (2) angeordnet ist als ein zweiter Hebel (6) und die mindestens zwei Hebel (5, 6) über Lastgelenke (15, 22) miteinander verbunden sind und der zweite Hebel (6) durch eine Stützkoppel (19) ragt.Weighing sensor (1) for a scale comprising a mainland body (3), a load receptacle (2) articulated on the mainland body (3) by means of a parallelogram guide and a lever mechanism (4) with at least two levers (5, 6), the last lever being a compensation lever ( 6), at the end of which a coil is arranged, with at least one support joint (10, 11) of at least one lever (5, 6) being supported on the mainland body (3), with a first lever (5) being closer to a load bearing ( 2) is arranged as a second lever (6) and the at least two levers (5, 6) are connected to one another via load joints (15, 22) and the second lever (6) protrudes through a support coupling (19).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Wägeaufnehmer für eine Waage umfassend einen Festlandkörper, eine mittels Parallelogrammführung am Festlandkörper angelenkte Lastaufnahme und ein Hebelwerk mit mindestens zwei Hebeln, wobei der letzte Hebel ein Kompensationshebel ist, an dessen Ende eine Spule angeordnet ist, wobei mindestens ein Stützgelenk mindestens eines Hebels auf dem Festlandkörper abgestützt ist, wobei ein erster Hebel näher an einer Lastaufnahme angeordnet ist als ein zweiter Hebel und die mindestens zwei Hebel über Koppelstangen und/oder Lastgelenke miteinander verbunden sind.Weighing sensor for a scale comprising a mainland body, a load receptacle articulated on the mainland body by means of a parallelogram guide and a lever mechanism with at least two levers, the last lever being a compensation lever at the end of which a coil is arranged, with at least one support joint of at least one lever being supported on the mainland body is, wherein a first lever is arranged closer to a load pick-up than a second lever and the at least two levers are connected to one another via coupling rods and / or load joints.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Wägeaufnehmer erfassen die Kraft, welche auf die Lastaufnahme des Wägeaufnehmers eingeleitet wird. Typischerweise weisen die Wägeaufnehmer eine monolithische Struktur auf, bei der die wesentlichen Bestandteile des Wägeaufnehmers, insbesondere mindestens der Festlandkörper, der Lastaufnahmebereich und die Parallelogrammlenker, einstückig aus einem Materialblock herausgearbeitet sind. Diese Wägeaufnehmer weisen eine Lastaufnahme auf, welcher beispielsweise mit einer Waagschale verbunden ist und einen Festlandkörper, welcher mit einem feststehenden Bereich, insbesondere einem Waagengehäuse verbunden ist. In die Lastaufnahme wird die zu messende Kraft eingeleitet. Entsprechende Wägeaufnehmer arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation.Weighing transducers detect the force which is applied to the load bearing of the weighing transducer. The weighing sensors typically have a monolithic structure in which the essential components of the weighing sensor, in particular at least the mainland body, the load-bearing area and the parallelogram linkage, are machined in one piece from a block of material. These weighing sensors have a load pick-up, which is connected, for example, to a weighing pan, and a mainland body, which is connected to a stationary area, in particular a scale housing. The force to be measured is introduced into the load pick-up. Corresponding weighing sensors work on the principle of electromagnetic force compensation.

Nach dem Stand der Technik aufgebaute monolithische Wägeaufnehmer sind je nach Lastbereich mit einem, zwei oder drei Hebeln ausgestattet, um die eingeleitete Kraft zu untersetzen und mittels einer in einem Magnetsystem befindlichen Spule am Ende des letzten Hebels zu kompensieren. Die Hebel können als gerade Hebel oder auch als Winkelhebel ausgebildet sein oder auch als eine Kombination aus beiden HebelartenState-of-the-art monolithic weighing sensors are equipped with one, two or three levers, depending on the load range, to reduce the force introduced and to compensate for it by means of a coil located in a magnet system at the end of the last lever. The levers can be designed as straight levers or as angled levers or as a combination of both types of levers

Gerade Hebel werden bei zerspanend hergestellten Wägeaufnehmern als auch bei mittels dem Drahterodierverfahren hergestellten Wägeaufnehmer eingesetzt. Winkelhebel kommen vorwiegend in zerspanend hergestellten Wägeaufnehmern zum Einsatz mit jeweils einem, zwei oder drei Winkelhebeln in Reihe geschaltet. Der Aufbau der Struktur ist kompliziert zu fräsen, weshalb einfache gerade Hebel zu bevorzugen sind.Levers, in particular, are used in weighing transducers manufactured by machining as well as in weighing transducers manufactured by means of the wire-cut EDM process. Angle levers are mainly used in weighing transducers manufactured by machining, each with one, two or three angle levers connected in series. The construction of the structure is complicated to mill, which is why simple straight levers are preferred.

Die geraden Hebelstrukturen haben allerdings den Nachteil, dass es beim letzten Hebel (Kompensationshebel), bei dem das Stützgelenk als einfaches Gelenk ausgeführt ist, bei einer Überlast (z.B. bei einem Fall) zu einer Deformation dieses Gelenks kommen kann. Somit muss das Gelenk so stabil und damit steif ausgelegt sein, dass es bei Beschleunigungen nicht zu einer Beschädigung des Gelenks in Form einer plastischen, nicht reversiblen Deformation kommt. Auf der anderen Seite will man aufgrund der Messgenauigkeit die Gelenkstärke gerade des letzten Stützgelenks möglichst dünn gestalten, um störende Einflüsse aufgrund von Materialeigenschaften oder Temperatureinfluss zu reduzieren. Damit laufen die Anforderungen der Gelenkgeometrie in diesem Fall in entgegengesetzte Richtungen.However, the straight lever structures have the disadvantage that the last lever (compensation lever), in which the support joint is designed as a simple joint, can deform this joint in the event of an overload (e.g. in the event of a fall). The joint must therefore be designed to be so stable and therefore rigid that accelerations do not damage the joint in the form of plastic, non-reversible deformation. On the other hand, due to the measurement accuracy, the aim is to make the joint strength of the last support joint as thin as possible in order to reduce disruptive influences due to material properties or the influence of temperature. The requirements of the joint geometry therefore run in opposite directions in this case.

Winkelhebelstrukturen haben den Vorteil, dass der letzte Hebel mittels einer Koppelstange zum Festland angekoppelt werden kann. Damit haben diese Strukturen bei Fall in bestimmte Richtungen den Vorteil, dass diese Koppelstange eine elastische Deformation ermöglicht, bis der ausgelenkte Hebel an einen Anschlag anschlägt. Gleichzeitig kann aber die Gelenkstärke sehr dünn gehalten werden. Somit bieten Gelenkstrukturen mit Winkelhebeln gegenüber herkömmlichen Hebelstrukturen mit geraden Hebeln Vorteile bei F all-/Schockbelastungen.Angle lever structures have the advantage that the last lever can be coupled to the mainland by means of a coupling rod. Thus, when falling in certain directions, these structures have the advantage that this coupling rod enables elastic deformation until the deflected lever strikes a stop. At the same time, the joint strength can be kept very thin. Thus, articulated structures with angle levers offer advantages over conventional lever structures with straight levers in case of fall / shock loads.

Die EP 1 195 588 B1 offenbart einen Wägeaufnehmer, bei dem der von der Lastaufnahme über ein Koppelelement belastete erste Übersetzungshebel als zweiseitiger Hebel ausgebildet ist, während der zu einer Kraftkompensationseinrichtung führende zweite Übersetzungshebel ein einseitiger Hebel ist. Diese Konstruktion hat zur Folge, dass sich der erste Übersetzungshebel auf einen Teil des Festlandkörpers abstützt, der oberhalb des ersten Übersetzungshebels angeordnet ist, während das Stützgelenk des zweiten Übersetzungshebels auf einem Teil des Festlandkörpers abgestützt ist, welcher sich unterhalb des zweiten Übersetzungshebels befindet. Hierdurch ist ein komplexer Aufbau gegeben. Zwischen den Übersetzungshebeln sind keine Koppelelemente vorhanden, so dass es zu Linearitätsfehlern oder Übersetzungsfehlern kommen kann. Zudem wird das Gelenk zwischen dem ersten Übersetzungshebel und dem zweiten Übersetzungshebel auf Druck belastet, was nachteilig ist, da die Gelenke mit einer entsprechend hohen Knickfestigkeit ausgestaltet werden müssen.The EP 1 195 588 B1 discloses a weighing sensor in which the first transmission lever loaded by the load pick-up via a coupling element is designed as a two-sided lever, while the second transmission lever leading to a force compensation device is a one-sided lever. This construction has the consequence that the first transmission lever is supported on a part of the mainland body which is arranged above the first transmission lever, while the support joint of the second transmission lever is supported on a part of the mainland body which is located below the second transmission lever. This results in a complex structure. There are no coupling elements between the transmission levers, so that linearity errors or transmission errors can occur. In addition, the joint between the first transmission lever and the second transmission lever is subjected to pressure, which is disadvantageous because the joints must be designed with a correspondingly high buckling strength.

Aus der DE 195 40 782 C1 ist ebenfalls ein aus einem Monolithen zu fertigender Wägeaufnehmer bekannt, der zwei als Winkelhebel ausgebildete Übersetzungshebel aufweist. Einer der Übersetzungshebel erstreckt sich in Gravitationsrichtung. Die vertikale Ausrichtung, d. h. die Ausrichtung in Gravitationsrichtung, ist nachteilig, weil hierdurch eine hohe Bauform zwingend ist, wenn hohe Untersetzungen erreicht werden sollen.From the DE 195 40 782 C1 a weighing sensor to be manufactured from a monolith is also known, which has two transmission levers designed as angle levers. One of the transmission levers extends in the direction of gravity. The vertical alignment, ie the alignment in the gravitational direction, is disadvantageous because it means that a tall design is essential if high reductions are to be achieved.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wägeaufnehmer zur Verfügung zu stellen, welcher die bekannten Nachteile des Standes der Technik ausräumt oder zumindest verringert, insbesondere eine höhere Schockbelastung bei geraden Hebeln zu ermöglichen.It is therefore the object of the invention to provide a weighing sensor which eliminates or at least reduces the known disadvantages of the prior art, in particular to enable a higher shock load with straight levers.

Diese Aufgabe wird bei einem Wägeaufnehmer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der zweite Hebel durch eine Stützkoppel ragt. Dadurch wird eine geringe Bauhöhe erreicht. Weiterhin kann dadurch der letzte Hebel, bzw. der Kompensationshebel, entgegen der Krafteinleitungsrichtung ausgelenkt werden. Somit handelt es sich bei dem Wägeaufnehmer um ein ausbalanciertes Hebelsystem.In the case of a weighing sensor of the type mentioned at the outset, this task is achieved in that the second lever protrudes through a supporting coupling. This achieves a low overall height. Furthermore, the last lever, or the compensation lever, can thereby be deflected against the direction of force introduction. The weighing sensor is therefore a balanced lever system.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Wägeaufnehmer genau zwei Hebel auf, wobei der erste Hebel über eine Koppelstange mit der Lastaufnahme verbunden ist und der zweite Hebel der Kompensationshebel ist, an dessen Ende eine Spule angeordnet ist. Bei einer Belastung der Lastaufnahme mit einer Last wird die Lastaufnahme relativ zum Festland mit einer Kraft beaufschlagt, wobei sich aufgrund der einwirkenden Kraft auf das Hebelwerk eine minimale Auslenkung des Kompensationshebels ergibt, welche mittels der Kraftkompensation, insbesondere mittels Spule und Magneten, wieder ausgeglichen wird, wodurch das System und damit die Lastaufnahme wieder die gleiche Position erhält.In a further embodiment, the weighing sensor has exactly two levers, the first lever being connected to the load pickup via a coupling rod and the second lever being the compensation lever, at the end of which a coil is arranged. When the load pick-up is loaded with a load, the load pick-up is applied with a force relative to the mainland, with a minimal deflection of the compensation lever resulting from the force acting on the lever mechanism, which is compensated for again by means of the force compensation, in particular by means of a coil and magnets, which means that the system and thus the load bearing receive the same position again.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eine erste Koppelstange, welche insbesondere zwischen der Lastaufnahme und dem ersten Hebel angeordnet ist, auf Zug belastet. Aufgrund der Belastung der ersten Koppelstange auf Zug, wird ebenfalls der erste Hebel auf Zug belastet. Dadurch können die Gelenke, insbesondere die Lastgelenke und/oder die Stützgelenke, eine geringere Materialstärke und/oder Gelenkstärke aufweisen. Zusätzlich erhöht dies die Messgenauigkeit des Wägeaufnehmers.In a further embodiment, a first coupling rod, which is arranged in particular between the load pick-up and the first lever, is subjected to tensile loads. Due to the tension on the first coupling rod, the first lever is also subject to tension. As a result, the joints, in particular the load joints and / or the support joints, can have a lower material thickness and / or joint thickness. In addition, this increases the measuring accuracy of the weighing sensor.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Koppelstange, welche mit der Lastaufnahme und dem ersten Hebel verbunden ist, in zwei Koppelstangen aufgeteilt. Dadurch erfolgt eine gleichmäßige Belastung des ersten Hebels und es kann nicht zu einer einseitigen Belastung bzw. einer Verdrehung des ersten Hebels kommen. Bevorzugt sind die zwei Koppelstangen vertikal in dem Hebelsystem angeordnet bzw. parallel zur Richtung der Krafteinleitung.In a further embodiment, the first coupling rod, which is connected to the load receiver and the first lever, is divided into two coupling rods. This results in an even loading of the first lever and the first lever cannot be unilaterally loaded or twisted. The two coupling rods are preferably arranged vertically in the lever system or parallel to the direction in which the force is introduced.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Stützkoppel mit mindestens einem Koppelgelenk verbunden. Dadurch erfolgt eine Entkopplung zwischen dem ersten Hebel und dem Kompensationshebel. Weiterhin kann das Koppelgelenk eine Gelenkstärke aufweisen, welche gleich groß oder größer ist als eine Gelenkstärke eines Stützgelenks des Hebelsystems, insbesondere ist die Gelenkstärke gleich groß oder größer als die Gelenkstärke des Stützgelenks des Kompensationshebels.In a further embodiment, the support coupling is connected to at least one coupling joint. This results in a decoupling between the first lever and the compensation lever. Furthermore, the coupling joint can have a joint strength which is equal to or greater than a joint strength of a support joint of the lever system, in particular the joint strength is equal to or greater than the joint strength of the support joint of the compensation lever.

Die Stützkoppel ist bevorzugt zwischen dem Kompensationshebel und dem Festlandkörper angeordnet. Der Kompensationshebel ist dabei mittels mindestens einer, insbesondere zweier Dünnstellen, zum Festland verbunden, wobei die zweite Stützstelle, insbesondere der Bereich zwischen der ersten Dünnstelle und der zweiten Dünnstelle, die Stützkoppel ist. Besonders bevorzugt ist eine der Dünnstellen ein Stützgelenk für den Kompensationshebel, insbesondere ist die Stützkoppel mit einem Stützgelenk des Kompensationshebels verbunden. Insbesondere ist die Stützkoppel über eine Verbindung zum Kompensationshebel wirkungsmäßig und kraftmäßig in zwei Stützkoppeln aufgespalten und verläuft jeweils rechts und links von dem Kompensationshebel, vorzugsweise symmetrisch angeordnet zu einer gedachten Symmetrieebene des Wägeaufnehmers in Längsrichtung des Wägeaufnehmers. Dadurch können alle Hebel des Hebelsystems als gerade Hebel ausgebildet werden.The support coupling is preferably arranged between the compensation lever and the mainland body. The compensation lever is connected to the mainland by means of at least one, in particular two thin points, the second support point, in particular the area between the first thin point and the second thin point, being the support coupling. One of the thin spots is particularly preferably a support joint for the compensation lever, in particular the support coupling is connected to a support joint of the compensation lever. In particular, the support coupling is split into two support couplings in terms of effect and force via a connection to the compensation lever and runs to the right and left of the compensation lever, preferably arranged symmetrically to an imaginary plane of symmetry of the weighing sensor in the longitudinal direction of the weighing sensor. As a result, all levers of the lever system can be designed as straight levers.

In einer weiteren Ausgestaltung sind das Stützgelenk, welches die Stützkoppel mit dem Kompensationshebel verbindet und das Lastgelenk, welches einen Hebel, insbesondere den ersten Hebel, mit dem Kompensationshebel verbindet, hintereinander und auf derselben Höhe angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht ebenfalls eine geringe Bauhöhe, da in Querrichtung des Wägeaufnehmers gesehen, der Kompensationshebel und ein Teil der Stützkoppel, nämlich der obere Bereich mit dem Stützgelenk und Teile des Verbindungsstegs, räumlich auf der gleichen Höhe liegen.In a further embodiment, the support joint, which connects the support coupling to the compensation lever, and the load joint, which connects a lever, in particular the first lever, to the compensation lever, are arranged one behind the other and at the same height. This arrangement also enables a low overall height, as seen in the transverse direction of the weighing sensor, the compensation lever and part of the support coupling, namely the upper area with the support joint and parts of the connecting web, are spatially at the same height.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Hebel einen waagerechten und einen U-förmigen Abschnitt auf. Der waagerechte Abschnitt ist dabei näher an der Lastaufnahme angeordnet als der U-förmige Abschnitt. Ein Teil des U-förmigen Abschnitts reicht bevorzugt bis zu einem Parallelogrammlenker. Insbesondere ragt ein Teil des U-förmigen Abschnitts in eine Aussparung eines Parallelogrammlenkers. Um den zweiten Hebel, insbesondere den Kompensationshebel, mit einer Stützkoppel ausführen zu können, umläuft die Struktur des ersten Hebels die Stützkoppel. Dabei verläuft die Geometrie des ersten Hebels bis auf die Höhe der äußeren Oberfläche des oberen Parallelogrammlenkers. Die Nutzung der Höhe von dem oberen Parallelogrammlenker als auch dem Kanal unterhalb des oberen Parallelogrammlenkers ermöglichen eine entsprechend niedrige Bauform, da Teilbereiche des ersten Hebels, die um die Stützkoppel verlaufen, im Bereich der Parallelogrammlenker, in Querrichtung des Wägeaufnehmers gesehen, räumlich übereinanderliegen.In a further embodiment, the first lever has a horizontal and a U-shaped section. The horizontal section is arranged closer to the load bearing than the U-shaped section. Part of the U-shaped section preferably extends as far as a parallelogram link. In particular, part of the U-shaped section protrudes into a recess in a parallelogram link. In order to be able to implement the second lever, in particular the compensation lever, with a support coupling, the structure of the first lever runs around the support coupling. The geometry of the first lever extends to the level of the outer surface of the upper parallelogram link. The use of the height of the upper parallelogram link as well as the channel below the upper parallelogram link enable a correspondingly low design, since partial areas of the first lever that run around the support coupling are in the area of the Parallelogram links, seen in the transverse direction of the weighing sensor, are spatially one above the other.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der erste Hebel eine T-förmige Geometrie auf. Bevorzugt ist der Abschnitt, welcher an der Lastaufnahme angeordnet ist und an dem das Koppelgelenk sowie das Stützgelenk angeordnet sind, breiter ausgestaltet als ein direkt an diesen Abschnitt angrenzender Abschnitt des ersten Hebels. Aufgrund dieser Geometrie des ersten Hebels wird die Zugkraft, welche von der ersten Koppelstange auf den ersten Hebel ausgeübt wird, gleichmäßig auf den ersten Hebel verteilt und der erste Hebel weist eine geringere Masse auf.In a further embodiment, the first lever has a T-shaped geometry. The section which is arranged on the load pick-up and on which the coupling joint and the support joint are arranged is preferably designed to be wider than a section of the first lever directly adjoining this section. Due to this geometry of the first lever, the tensile force which is exerted by the first coupling rod on the first lever is evenly distributed to the first lever and the first lever has a lower mass.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der zweite Hebel ein einseitiger Hebel. Aufgrund dieser Ausgestaltung des zweiten Hebels, insbesondere des Kompensationshebels, als einseitiger Hebel, wird sowohl der erste als auch der zweite Hebel auf Zug belastet. Dadurch können die Gelenke, insbesondere die Lastgelenke und/oder die Stützgelenke, eine geringere Gelenkstärke aufweisen. Zusätzlich erhöht dies die Messgenauigkeit des Wägeaufnehmers. Ein weiterer Vorteil liegt in der geringeren Bauhöhe des Wägeaufnehmers aufgrund der Ausgestaltung des zweiten Hebels als einseitigen Hebel.In a further embodiment, the second lever is a one-sided lever. Because of this configuration of the second lever, in particular the compensation lever, as a one-sided lever, both the first and the second lever are subjected to tensile stress. As a result, the joints, in particular the load joints and / or the support joints, can have a lower joint strength. In addition, this increases the measuring accuracy of the weighing sensor. Another advantage is the lower overall height of the weighing sensor due to the design of the second lever as a one-sided lever.

FigurenlisteFigure list

Weitere vorteilhafte Aspekte ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, dabei ist:

1 eine schematische Darstellung eines Wägeaufnehmers

Further advantageous aspects emerge from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawings, in which:

1 a schematic representation of a weighing sensor

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wägeaufnehmers 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wägeaufnehmer 1 umfasst eine Lastaufnahme 2, einen Festlandkörper 3, ein Hebelwerk 4 mit mindestens zwei Hebeln 5, 6, wobei ein erster Hebel 5 näher an der Lastaufnahme 2 angeordnet ist als ein zweiter Hebel 6. Der zweite Hebel 6 wird auch als Kompensationshebel 6 bezeichnet, wenn dieser der letzte Hebel 5, 6 des Hebelwerks 4 ist und an dessen Ende eine Spule angeordnet ist, welche durch einen Magnet beeinflusst wird. Weiterhin weist der Kompensationshebel 6 eine nicht gezeigte Schlitzblende auf, welche für die Lagebestimmung des Kompensationshebels 6 benötigt wird. Weiterhin weist der Wägeaufnehmer 1 eine Parallelogrammführung auf, welche mit dem Festlandkörper 3 und der Lastaufnahme 2 verbunden ist und aus einem oberen Parallelogrammlenker 7 und einem unteren Parallelogrammlenker 8 besteht. Die Hebel 5, 6 stützen sich über Stützgelenke 10, 11 auf einem auskragenden Teil 9 des Festlandkörpers 3 ab. 1 shows a schematic representation of a weighing sensor 1 according to an embodiment. The weight sensor 1 includes a load bearing 2 , a mainland body 3rd , a lever mechanism 4th with at least two levers 5 , 6th , being a first lever 5 closer to the load bearing 2 is arranged as a second lever 6th . The second lever 6th is also used as a compensation lever 6th when this is the last lever 5 , 6th of the lever mechanism 4th and at the end of which a coil is arranged, which is influenced by a magnet. Furthermore, the compensation lever 6th a slit diaphragm, not shown, which is used for determining the position of the compensation lever 6th is needed. Furthermore, the weighing sensor 1 a parallelogram on which with the mainland body 3rd and the load bearing 2 is connected and from an upper parallelogram link 7th and a lower parallelogram link 8th consists. The levers 5 , 6th are supported by supporting joints 10 , 11 on a cantilevered part 9 of the mainland body 3rd from.

Das Hebelwerk 4 ist mit der Lastaufnahme 2 über mindestens ein Koppelgelenk 14, mindestens eine erste Koppelstange 13 und mindestens ein Lastgelenk 15 verbunden. Die erste Koppelstange 13 ist in zwei Koppelstangen 13 aufgeteilt, welche parallel nebeneinander, in vertikaler Richtung verlaufen. Die Koppelstangen 13 sind über eine Querkraftentkopplung 16 mit der Lastaufnahme 2 verbunden.The lever mechanism 4th is with the load bearing 2 via at least one coupling joint 14th , at least one first coupling rod 13th and at least one load link 15th connected. The first coupling rod 13th is in two coupling rods 13th divided, which run parallel to each other, in the vertical direction. The coupling rods 13th are via a transverse force decoupling 16 with the load bearing 2 connected.

Der erste Hebel 5 ist ein zweiseitiger Hebel, welcher einen ersten Abschnitt 17 und einen zweiten Abschnitt 18 aufweist. Der erste Abschnitt 17 besteht aus einem T-förmigen Bereich, welcher an der Lastaufnahme 2 angeordnet ist und an dem die Lastgelenke 15 der ersten Koppelstange 13 angeordnet sind. Dieser Bereich des ersten Abschnitts 17 des ersten Hebels 5 ist breiter ausgestaltet als ein direkt an diesen Bereich angrenzender Bereich des ersten Hebels 5. Weiterhin ist der erste Abschnitt 17 waagerecht angeordnet. Aufgrund dieser Geometrie des ersten Hebels 5 wird die Zugkraft, welche von der ersten Koppelstange 13 auf den ersten Hebel ausgeübt wird, gleichmäßig auf den ersten Hebel 5 verteilt und der erste Hebel weist eine geringere Masse auf.The first lever 5 is a bilateral lever that has a first section 17th and a second section 18th having. The first paragraph 17th consists of a T-shaped area, which is attached to the load bearing 2 is arranged and on which the load joints 15th the first coupling rod 13th are arranged. This area of the first section 17th of the first lever 5 is designed to be wider than an area of the first lever that is directly adjacent to this area 5 . Next is the first section 17th arranged horizontally. Because of this geometry of the first lever 5 is the tensile force exerted by the first coupling rod 13th exerted on the first lever, evenly on the first lever 5 distributed and the first lever has a lower mass.

Der zweite Abschnitt 18 des ersten Hebels 5 verläuft um eine Stützkoppel 19, wobei der zweite Abschnitt 18 eine U-förmige Geometrie aufweist. Der zweite Abschnitt 18 verläuft dabei, ausgehend von dem waagerechten ersten Abschnitt 17, senkrecht nach oben in Richtung des oberen Parallelogrammlenkers 7. Daran schließt ein waagerechter Bereich an, welcher in eine Aussparung 20 des oberen Parallelogrammlenkers 7 ragt und mit der äußeren Oberfläche 21 des oberen Parallelogrammlenkers 7 fluchtet. An den waagerechten Bereich schließt wiederum ein senkrecht nach unten verlaufender Bereich an, wobei dieser Bereich eine U-förmige Geometrie aufweist und seitlich über zwei Lastgelenke 22 mit dem Kompensationshebel 6 verbunden ist.The second section 18th of the first lever 5 runs around a paddock 19th , with the second section 18th has a U-shaped geometry. The second section 18th runs, starting from the horizontal first section 17th , vertically upwards in the direction of the upper parallelogram link 7th . This is followed by a horizontal area, which is inserted into a recess 20th of the upper parallelogram link 7th protrudes and with the outer surface 21 of the upper parallelogram link 7th flees. The horizontal area is in turn adjoined by an area running vertically downwards, this area having a U-shaped geometry and laterally via two load joints 22nd with the compensation lever 6th connected is.

Die Stützkoppel 19 besteht aus einem Koppelgelenk 23 und dem Stützgelenk 11. Der zweite Hebel 6 ragt durch die Stützkoppel 19 hindurch und ist über eine T-förmige Anbindung 24 mit dem Stützgelenk 11 verbunden. Dafür ist die Stützkoppel 19 in zwei Teilbereiche aufgeteilt, welche seitlich neben dem zweiten Hebel 6 verlaufen. Zwischen dem zweiten Hebel 6 und der Stützkoppel 19 ist ein Spalt vorhanden, wodurch der zweite Hebel 6 und die Stützkoppel 19 voneinander getrennt sind. Die einzige Verbindung zwischen der Stützkoppel 19 und dem zweiten Hebel 6 besteht über das Stützgelenk 11. Weiterhin ist die Stützkoppel 19 innerhalb des U-förmigen zweiten Abschnitts 18 des ersten Hebels 5 angeordnet. Das Koppelgelenk 23 kann dieselbe Gelenkstärke aufweisen wie das Stützgelenk 11.The support paddock 19th consists of a coupling joint 23 and the support joint 11 . The second lever 6th protrudes through the paddock 19th through and is via a T-shaped connection 24 with the support joint 11 connected. That's what the support paddock is for 19th divided into two sub-areas, which are on the side next to the second lever 6th run away. Between the second lever 6th and the paddock 19th there is a gap, whereby the second lever 6th and the paddock 19th are separated from each other. The only connection between the paddock 19th and the second lever 6th consists of the support joint 11 . Furthermore, the support paddock 19th within the U-shaped second section 18th of the first lever 5 arranged. The coupling joint 23 can have the same joint strength as the support joint 11 .

Die Drehpunkte des Lastgelenks 22 sowie des Stützgelenks 11 liegen in Z-Richtung auf der gleichen Höhe und sind hintereinander angeordnet. Das Stützgelenk 11 ist dabei näher an der Lastaufnahme 2 angeordnet als das Lastgelenk 22. Dadurch handelt es sich bei dem zweiten Hebel 6 um einen einseitigen Hebel.The pivot points of the load joint 22nd as well as the support joint 11 lie at the same height in the Z-direction and are arranged one behind the other. The support joint 11 is closer to the load bearing 2 arranged as the load joint 22nd . This is the second lever 6th a unilateral lever.

Diese Struktur des Hebelwerks 4 ermöglicht die optimale räumliche Anordnung der Stützgelenke 10, 11, der Koppelgelenke 14, 23 sowie der Lastgelenke 15, 22. Gleichzeitig ist der auskragende Teil 9 des Festlandkörpers 3 noch massiv gestaltet.This structure of the lever system 4th enables the optimal spatial arrangement of the support joints 10 , 11 , the coupling joints 14th , 23 as well as the load joints 15th , 22nd . At the same time is the cantilevered part 9 of the mainland body 3rd still solidly designed.

Bei einem Fall in X-Richtung ermöglicht die Koppelstange 23 eine elastische Deformation. Die Kräfte werden von dem Lastgelenk 22 aufgenommen, welches eine größere Gelenkstärke als das Stützgelenk 11 aufweisen kann.In the event of a fall in the X direction, the coupling rod enables 23 an elastic deformation. The forces are from the load joint 22nd added, which has a greater joint strength than the support joint 11 may have.

Bei einem Fall in Z-Richtung wirken die Kräfte in der Stützkoppel 19 in Druckrichtung, so dass keine Deformation der Stützgelenke 10, 11, der Koppelgelenke 14, 23 sowie der Lastgelenke 15, 22 auftritt.In the case of a fall in the Z direction, the forces act in the support coupling 19th in the direction of pressure, so that no deformation of the supporting joints 10 , 11 , the coupling joints 14th , 23 as well as the load joints 15th , 22nd occurs.

Bei einem Fall in Y-Richtung können sich die Stützkoppeln 19 verdrehen, bis der Kompensationshebel an eine seitliche Begrenzung anschlägt und verhindern damit eine plastische Deformation der Stützgelenke 11, der Koppelgelenke 23 sowie der Lastgelenke 22.In the case of a fall in the Y-direction, the support couplings can be 19th Twist until the compensation lever hits a side limit and thus prevent plastic deformation of the support joints 11 , the coupling joints 23 as well as the load joints 22nd .

Die Drehpunkte des Lastgelenks 23 und des Stützgelenks 11 sind auf der gleichen Höhe in Z-Richtung angeordnet, wobei sowohl das Stützgelenk 11 als auch das Lastgelenk 23 in zwei Stützgelenke 11 bzw. zwei Lastgelenke 23 aufgeteilt sind und die Stützgelenke 11 sowie die Lastgelenke 23 in Y-Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.The pivot points of the load joint 23 and the support joint 11 are arranged at the same height in the Z-direction, with both the support joint 11 as well as the load joint 23 in two support joints 11 or two load joints 23 are divided and the supporting joints 11 as well as the load joints 23 are arranged offset from one another in the Y direction.

Bevorzugt kann das Lastgelenk 22 auch symmetrisch mittig zum Kompensationshebel ausgeführt sein ohne mittleren Ausbruch, also nicht räumlich aufgetrennt, wie in der 1 gezeigt. Die Gelenke sind dann in Y-Richtung zueinander leicht versetzt angeordnet.The load joint can preferably 22nd also be designed symmetrically in the center of the compensation lever without a central breakout, i.e. not spatially separated, as in FIG 1 shown. The joints are then arranged slightly offset from one another in the Y direction.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: WägeaufnehmerWeighing sensor
22: LastaufnahmeLoad bearing
33: FestlandkörperMainland body
44th: HebelwerkLeverage
55: erster Hebelfirst lever
66th: zweiter Hebel / Kompensationshebelsecond lever / compensation lever
77th: oberer Parallelogrammlenkerupper parallelogram link
88th: unterer Parallelogrammlenkerlower parallelogram link
99: auskragender Teil des Festlandkörperscantilevered part of the mainland body
1010: Stützgelenk erster HebelSupport joint first lever
1111: Stützgelenk zweiter HebelSecond lever support joint
1313th: Koppelstange erster HebelCoupling rod first lever
1414th: KoppelgelenkeCoupling joints
1515th: Lastgelenk des ersten HebelsLoad joint of the first lever
1616: QuerkraftentkopplungLateral force decoupling
1717th: erster Abschnitt erster Hebelfirst section first lever
1818th: zweiter Abschnitt erster Hebelsecond section first lever
1919th: StützkoppelSupport paddock
2020th: Aussparung oberer ParallelogrammlenkerRecess of the upper parallelogram link
2121: äußere Oberfläche oberer Parallelogrammlenkerouter surface of the upper parallelogram link
2222nd: Lastgelenk zweiter HebelSecond lever load joint
2323: Koppelgelenk StützkoppelCoupling joint support coupling
2424: T-förmige AnbindungT-shaped connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 1195588 B1 [0007]EP 1195588 B1 [0007]
DE 19540782 C1 [0008]DE 19540782 C1 [0008]

Claims

Wägeaufnehmer (1) für eine Waage umfassend einen Festlandkörper (3), eine mittels Parallelogrammführung am Festlandkörper (3) angelenkte Lastaufnahme (2) und ein Hebelwerk (4) mit mindestens zwei Hebeln (5, 6), wobei der letzte Hebel ein Kompensationshebel (6) ist, an dessen Ende eine Spule angeordnet ist, wobei mindestens ein Stützgelenk (10, 11) mindestens eines Hebels (5, 6) auf dem Festlandkörper (3) abgestützt ist, wobei ein erster Hebel (5) näher an einer Lastaufnahme (2) angeordnet ist als ein zweiter Hebel (6) und die mindestens zwei Hebel (5, 6) über Lastgelenke (15, 22) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hebel (6) durch eine Stützkoppel (19) ragt.Weighing sensor (1) for a balance comprising a mainland body (3), a load receptacle (2) articulated on the mainland body (3) by means of a parallelogram guide and a lever mechanism (4) with at least two levers (5, 6), the last lever being a compensation lever ( 6), at the end of which a coil is arranged, with at least one support joint (10, 11) of at least one lever (5, 6) being supported on the mainland body (3), with a first lever (5) closer to a load pick-up ( 2) is arranged as a second lever (6) and the at least two levers (5, 6) are connected to one another via load joints (15, 22), characterized in that the second lever (6) protrudes through a support coupling (19).

Wägeaufnehmer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkoppel (19) mindestens ein Stützgelenk (11) aufweist.Weighing sensor (1) Claim 1 , characterized in that the support coupling (19) has at least one support joint (11).

Wägeaufnehmer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkoppel (19) mit mindestens einem Koppelgelenk (23) verbunden ist.Weighing sensor (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the support coupling (19) is connected to at least one coupling joint (23).

Wägeaufnehmer (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgelenk (23) eine Gelenkstärke aufweist, welche gleich groß oder größer ist als eine Gelenkstärke eines Stützgelenks (11).Weighing sensor (1) Claim 3 , characterized in that the coupling joint (23) has a joint strength which is equal to or greater than a joint strength of a support joint (11).

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkoppel (19) über ein Stützgelenk (11) mit dem Kompensationshebel (6) verbunden ist.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support coupling (19) is connected to the compensation lever (6) via a support joint (11).

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgelenk (11), welches die Stützkoppel (19) mit dem Kompensationshebel (6) verbindet und das Lastgelenk (22), welches einen Hebel (5) mit dem Kompensationshebel (6) verbindet, hintereinander und die Drehpunkte des Stützgelenks (11) und des Lastgelenks (22) auf der gleichen Höhe angeordnet sind.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support joint (11) which connects the support coupling (19) to the compensation lever (6) and the load joint (22) which connects a lever (5) to the compensation lever ( 6) connects, one behind the other and the pivot points of the support joint (11) and the load joint (22) are arranged at the same height.

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (5) einen waagerechten ersten Abschnitt (17) und einen U-förmigen zweiten Abschnitt (18) aufweist.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first lever (5) has a horizontal first section (17) and a U-shaped second section (18).

Wägeaufnehmer (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des U-förmigen zweiten Abschnitts (18) bis zu einem Parallelogrammlenker (7, 8) reicht.Weighing sensor (1) Claim 7 , characterized in that part of the U-shaped second section (18) extends to a parallelogram link (7, 8).

Wägeaufnehmer (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des U-förmigen zweiten Abschnitts (18) in eine Aussparung (20) eines Parallelogrammlenkers (7, 8) ragt.Weighing sensor (1) Claim 7 , characterized in that part of the U-shaped second section (18) protrudes into a recess (20) of a parallelogram link (7, 8).

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (5) eine T-förmige Geometrie aufweist.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first lever (5) has a T-shaped geometry.

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hebel (6) ein einseitiger Hebel ist.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second lever (6) is a one-sided lever.

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Hebel (5, 6) des Hebelwerks (4) gerade Hebel sind.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that all levers (5, 6) of the lever mechanism (4) are straight levers.

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelwerk (4) aus zwei Hebeln (5, 6) besteht.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the lever mechanism (4) consists of two levers (5, 6).

Wägeaufnehmer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Koppelstange (13) auf Zug belastet ist.Weighing sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a first coupling rod (13) is subjected to tensile load.

Wägeaufnehmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Koppelstange (13) in zwei Koppelstangen (13) aufgeteilt ist.Weighing sensor after Claim 14 , characterized in that the first coupling rod (13) is divided into two coupling rods (13).