DE2531673A1

DE2531673A1 - Massen- und kraftmessgeraet

Info

Publication number: DE2531673A1
Application number: DE19752531673
Authority: DE
Inventors: Armin Wirth; Johannes Wirth
Original assignee: Wirth Gallo and Co
Current assignee: K Tron Patent AG
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1976-05-26
Also published as: ZA755594B; JPS5444464B2; NL7508841A; DE2531673C3; JPS5210758A; CH584889A5; US4015678A; SE7508077L; DE2531673B2

Description

253Ί673

Anmelder;

WIRTH, GALLO £ Co. Zürich

Vertreter: Stuttgart, den Ik. Juli I975

Patentanwalt _p phci /op

Dipl.-Ing. Max Bunke ^e *^ '

7 Stuttgart 1
Lessingstr. 9

Massen- und Kraftinessgerät

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Massen- und Kraftmessgerät mit einem vierseitigen mit vier P'üssen versehenen Gestell und einem vierseitigen, sich über vier Stützorgane auf dieses Gestell stützenden. Lastträger.

Solche Massen- und Kraft mess ge rate werden oft als "waage für mittlere bis hohe Belastungen verwendet. Bei Waagen älterer Bauart wirkt meistens ein die Last übertragendes Hebelwerk auf eine Gegengewichtseinrichtung., z.B. auf Laufgewichte. Später wurden diese auch durch Heigungsgewichte ersetzt. Moderne V/aagen können ein auf eine einzige Messdose wirkendes Hebelwerk, oder gar kein Hebelwerk aber vier mit je einer Messdose zusammenwirkende Stützorgane aufweisen. In letzterem Falle v/erden die vier Messungen z.B. elektrisch'summiert.

Es sind viele Waagen mit kleiner Maximallast, z.B. Ladentischvi aage η im Gebrauch, deren Gestell drüi Füsse aufweist. Das Verhältnis des Eigengewichtes zur· Maxirnallast ist bei solchen V/aagen

Fall 117
SA-Brücke

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in der Regel so gross, dass, auch bei am Rand des Lastträgers aufgelegter Last, der Gesamtschwerpunkt genügend innerhalb des Standdreieckes der drei Stützorgane bzw. Füsse liegt, so dass kein Kippen des Lastträgers oder der Waage vorkommen kann.

Bei Waagen grosser Maximallast, insbesondere bei solchen leichter Bauart, genügen drei Füsse nicht mehr. Wird die Last exzentrisch, an bestimmten Stellen des Lastträgers, aufgelegt, so besteht die Gefahr, dass die Waage kippt. Bei solchen Waagen müssen also vier Füsse, bzw. vier Stützpunkte vorgesehen werden.

Der Hautpnachteil dieser Lösung besteht bekanntlich darin, dass ein statisch unbestimmter Zustand entsteht, d.h. dass die auf jeden Fuss wirkende Kraft unbestimmt ist. Falls der Boden, gemessen an der natürlichen Verwindungsweichheit der Konstruktion, ungenügend eben ist, d.h. grössere Unebenheiten als 1-2 mm bei 1 m Seitenlange aufweist, steht das Gestell nur auf drei Füssen und die Höhe von mindestens einem Fuss muss eingestellt werden, damit die Waage nicht wackelt.

Seit längerer Zeit ist man bestrebt Waagen zu bauen, die auch bei geringer Schiefstellung, z.B. bis 1/20, richtig anzeigen. Solche Waagen müssen, wenn sie von einem Tisch zu einem anderen, oder auch auf unebenem Boden versetzt werden, nicht neu nivelliert werden. Dies ist für Waagen mit häufigem Platzwechsel, insbesondere für fahrbare Waagen, besonders wichtig. Müssen solche Waagen vier Füsse aufweisen, so geht ein wichtiger Vorteil der Unempfind-

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lichkeit Schiefstellung gegenüber, wieder verloren, da sie nach jedem Platzwechsel auf unebener Unterlage meistens wackelig stehen, so dass Einstellmittel, z.B. Stellschrauben betätigt werden müssen, um das Tragen aller vier Füsse zu erreichen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe war die Schaffung eines Massen- und Kraftmessgerätes mit vier Füssen, das durch Selbstanpassung dieser Fü-se an die Unebenheiten des Bodens die erwähnten Nachteile beseitigt. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei Aufstellung auf unebenen Boden die Seiten des Gestelles und des Lastträgers unter der Wirkung des Eigengewichtes des Gerätes paarweise um ihre Seitenhalbierenden Achsen in entgegengesetztem Sinne schwenkbar sind.

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schaubildlich eine Waage ohne Hebelwerk, Fig. 2 schematisch das Hebelwerk der Waage nach Fig. I₉ Fig. 3 eine Seitenansicht der Anordnung von Gestell, Lastträger und Hebelwerk,

Fig. U eine Seitenansicht des Gestelles der Waage nach Fig. 1, Fig. 5j6 je eine Variante des Gestelles, Fig. 7 eine weitere Ausfürhung des Gestelles und des Lastträgers, Fig. 8,9 je eine Variante des Lastträgers.

In Fig. 1 ist eine Waage schaubildlich und schematisch dargestellt. Sie weist ein Gestell I₉ einen Lastträger 2 und eine Lastausgleich-

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und Anzeigevorrichtung 3 auf. Diese könnte z.B. eine Neigungsgewichtsvorrichtung sein. Das sich zwischen dem Gestell 1 und dem Lastträger 2 befindliche Hebelwerk 4 ist in Pig. I nicht gezeichnet und wird an Hand der Fig. 2,3 beschrieben.

Das Gestell 1 ist viereckig und besteht aus vier miteinander verbundenen Stäben 5»6,7 und 8. Die Stäbe 5 und 7 weisen je ein Biegegelenk 9 bzw. 10 auf, die nahe an zwei entgegengesetzten Ecken des Gestelles 1 angeordnet sind. Am Stab 7 ist ein Arm 11 befestigt, der sich annähernd orthogonal zur Verbindungsgeraden der beiden Biegegelenke 9,10 erstreckt. Er ist mit einem gegabelten Ende 12 versehen, das, wie später beschrieben, mit dem Stab 8 zusammenspielt. Das Gestell 1 ist an jeder Ecke mit einem Puss 13 versehen. Der Lastträger 2 besteht aus Elementen 14-19, die den Elementen 5-10 des Gestelles 1 entsprechen. Ferner ist an den Stäben 14-17 eine Tragplatte 20 befestigt.

Das Hebelwerk 4 ist in Fig.. 2 schematisch dargestellt. Es besteht aus vier Hebeln 21,27,29 und 30. Der Haupthebel 21, der sich annähernd diagonal über das Gestell 1 erstreckt, ist an einem Ende mit einer Stützschneide 22 versehen, die sich auf eine Pfanne (Fig. 3) des Teiles 5 des.Gestelles 1 stützt. Ferner weist er am gleichen Ende eine Lastschneide 24 auf, die, unter Zwischenschaltung eines Stützorganes 25 das eine Ende des Stabes 14 des Lastträgers 2 stützt (Fig. 3)· An seinem anderen Ende ist der Haupthebel 21 mit einer Endschneide 26 versehen, die mit einer Zugstange 47 der Laustausgleich- und Anzeigevorrichtung 3 in be-

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kannter V/eise zusammenwirkt. Ein zweiter Hebel 27 ist an seinem linken Knde (Fig. 2) ebenfalls mit einer Stützschneide 22 und einer Lastschneide 2k versehen. Dieses linke Ende befindet sich zwischen den linken Enden der Stäbe 6 und 15 (v/ie in Fig. 1 gesehen), wobei die Anordnung die gleiche ist wie in Fig. 3 dargestellt. An seinem rechten Ende (wie in Fig. 2 gesehen) weist der Hebel 27 eine Koppelschneide 28 auf, über welche er sich auf den Haupthebel 21 stützt.

Das rechte Ende eines dritten Hebels 29 befindet sich zwischen den rechten Enden der Stäbe 8 und 17, wobei die Anordnung von Schneiden, Pfanne und Stützorganen auch der Fig. 3 entspricht. Sein linkes Ende stützt sich über eine Koppelschneide 28 auf den Haupthebel 21. Schliesslich ist ein vierter Hebel 30 vorgesehen, dessen eines Ende zwischen den Stäben 7 und 16 in der Nähe des Einschnittes 10 liegt und dessen anderes Ende sich über eine Koppelschneide 28 auf den Hebel 29 stützt. Auch für diesen Hebel 30 ist eine Anordnung gemäss Fig. 3 vorhanden.

An Stelle der dargestellten Neigungsgewichtsvorrichtung 3 könnte man andere Systeme vorsehen. Die Endschneide 26 könnte auf eine Messdose mit schwingenden Saiten, Auswertungsgerät und digitaler Anzeige wirken. Auch andere bekannte Messsysteme könnten hier Anwendung finden.

Der Einfachheit halber ist in Fig. 4 nur das Gestell 1 dargestellt Wird die beschriebene Waage auf einen unebenen Boden aufgestellt,

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so kann sie sich dank der beschriebenen Gestaltung entsprechend anpassen. Uneben im vorliegenden Sinne ist ein Boden, bei welchem die unter den vier Püssen 13 liegenden Teile des Bodens nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Kommt z.B. der unter dem rechten Ende des Stabes 5 angebrachte Puss 13 höher als die anderen zu stehen, so wird der aus den Stäben 5 und 8 gebildete Teil des Gestelles um den entsprechenden Betrag um die Verbindungsgerade der beiden Biegegelenke 9,10 verschwenkt. Das ganze Gestell 1 bleibt dabei auf seine vier Füsse 13 gestützt und die Waage wackelt nicht, Dank der entsprechenden Ausbildung des Lastträgers 2 und der eine Querbewegung zulassenden Stützorgane 25, bleibt der Lastträger 2 auf diese vier Stützorgane 25 abgestützt und wackelt infolgedessen ebenfalls nicht.

Die zulässige Grosse der Unebenheit, z.B. Erhöhung oder Vertiefung des Bodens unter dem Fusse rechts, ist durch das Spiel des Stabes 8 im gegabelten Ende 12 des Armes 11 bestimmt. Diese Anpassung des Gestelles 1 an die Unebenheit ist dadurch ermöglicht, dass die Stäbe 5 und 8 um die Verbindungsgerade der Biegegelenke 9,10 unter dem Eigengewicht der ganzen Waage verschwenkt werden. In beiden Fällen, Erhöhung oder Vertiefung unter dem Fusse rechts, entsprechen diese Bewegungen der, Füsse 13 einer paarweisen Rotationsbewegung der Stäbe 5-8 um die Seitenhalbierenden Achsen des Gestelles 1. Betrachtet man die Stabpaare 5,7 und 6,8, so drehen sie sich in entgegengesetztem Sinne um ihre gemeinsame, Seitenhalbierende Achse. Mit anderen Worten, wird der das Gestell 1 bildende Rahmen bei vorhandener Unebenheit unter der Wirkung

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des Eigengewichtes der Waage verwunden. Der Lastträger verformt sich in gleicher V/eise wie das Gestell. Darauf liegt die Lastplatte 20. Sie hat die Aufgabe, die Last an beliebiger Stelle der ganzen Fläche zu übernehmen. Die Lastplatte 20 passt sich mittels Biegung eines über den ßiegegelenken 18, 19 annähernd diagonal verlaufenden Streifens den Verformungen des Lastträgers an. Die Lastplatte ist nicht völlig starr, sondern leicht nachgiebig mit den Stäben 14-17 verbunden, damit nicht die Steifheit durch Verbundwirkung von Lastträger und Lastplatte 20 erhöht wird. Statt der Biegegelenke 9,10 und 18,19 können auch andere, z.B. Zapfengelenke, verwendet werden, welche ähnlich Fig. 9 zusammen eine mindestens annähernd diagonale liegende Achse bilden.

Gestell und Lastträger brauchen nicht praktisch identisch ausgeführt werden. Man kann Gestelle und Lastträger verschiedener Bauart kombinieren, vorausgesetzt, dass sie die erwähnte Eigenschaft, d.h. die Fähigkeit, einen verwundenen Rahmen, bzw. eine verwundene Fläche zu bilden, aufweisen.

In Fig. 5 ist eine v/eitere Ausführung dargestellt, die sowohl als Gestell oder als Lastträger verwendbar ist. Sie besteht aus zwei Stäben 31,32, die mittels eines Torsionsstabes 33 verbunden sind. Bei Verwendung als Lastträger fallen die Füsse 13 aus. Eine nicht dargestellte Lastplatte wird auf den Stäben 31,32 und dem Torsionsstab 33 vorgesehen. Zweckmässig wird diese Lastplatte mindestens entlang einer der von keinem der Stäbe 31_a32 unter-

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stützten Seite, z.B. durch Abbiegen eines Streifens (entsprechend den Rändern 40 in Fig. 7) versteift. Die Anpassung an den unebenen Boden erfolgt durch Torsion des Torsionsstabes 33·

Die in Fig. β dargestellte Ausführung eines Gestelles bzw. Lastträgers besteht aus vier Stäben J>H, die mittels vier Eckplatten 35» z.B. durch Schweissen verbunden sind. Die Anpassung des Gestelles an eine Bodenunebenheit erfolgt durch Verbiegen von mindestens zwei der vier Eckplatten 35· Dabei führen die Stäbe 34 paarweise je eine Schwenkbewegung um eine der Achsen 36, bzw. 37 aus. Bei Gebrauch als Lastträger fallen die Füsse 13 weg und es wird eine Lastplatte (nicht gezeichnet) leicht nachgiebig befestigt.

In Fig. 7 ist eine weitere Variante für Gestell und Lastträger dargestellt. Das Gestell 1 besteht in normalem Zustand aus einem von vier flachen, als Torsionsstäbe 38 wirkenden Teilen geformten Rahmen. Der Lastträger 2 besteht aus einer Platte 39 mit vier die Biegesteifigkeit bewirkenden abgebogenen Rändern 40. Dieser Lastträger 2 stützt sich über vier schematisch dargestellte Stützorgane 4l auf das Gestell 1 ab. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Messsystem aus vier Messzellen 42, die je zwischen einem Stützorgan 4l und dem Gestell angeordnet sind. Die Ausgänge dieser Messzellen 42 werden in bekannter Weise (und daher nicht dargestellt) über elektrische Leitungen einem Summierwerk zugeführt, dessen Ausgang z.B. eine digitale Anzeigevorrichtung steuert. Bei einer solchen Ausführung ist kein Hebelwerk zwischen Lastträger urfd Gestell vorhanden. Wie strichpunktiert angedeutet,

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können sich Lastträger 2 und Gestell 1 unter ihrem Eigengewicht Unebenheiten des Bodens durch Verwindung anpassen.

In Pig. 8 ist ein von unten gesehener Lastträger dargestellt, der aus zwei gleichen dreieckigen Hochkantträgern 4₃ besteht. Eine Lastplatte 44 aus Blech ist an diesen Hochkantträgern starr, z.B. durch Schweißen verbunden. Als Biegegelenk wirkt der Streifen 45 der Lastplatte 4₃, der zwischen den beiden Hochkantträgern liegt.

In Pig. 9 ist eine Variante zu Pig. 8 dargestellt, bei welcher die beiden Hochkantträger 4₃ mit einem Zapfengelenk 46 miteinander verbunden sind. In diesem Falle wird die Lastplatte 44 vorzugsweise nicht starr, sondern leicht nachgiebig mit den Hochkantträgern 4₃ verbunden.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Biege-, Torsionsund VerwindungsVerformungen verschiedener Teile erwähnt. Es versteht sich, dass diese Verformungen stets im elastischen Bereich bleiben sollen.

Die beschriebenen Geräte haben eine Selbstanpassung an Bodenunebenheiten im Betrage von bis ₃0 mm bei 1 m Seitenlänge.

Gemäß Auftrag des ausländischen Vertreters unverändert weitergsicitet.

Patentanwalt Bunke

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Massen- und Kraftmessgerät mit einem vierseitigen, mit vier Püssen versehenen Gestell und einem vierseitigen, sich über vier Stützorgane auf dieses Gestell stützenden Lastträger, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aufstellung auf unebenen Boden die Seiten des Gestelles und des Lastträgers unter der Wirkung des Eigengewichtes des Gerätes, paarweise um ihre Seitenhalbierenden Achsen, in entgegengesetztem Sinne verschwenkbar sind.

2. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (11, 12) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Seiten des Gestelles (1) vorgesehen sind.

3. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite (17) des Gestelles (1) ein sich annähernd orthogonal zur Diagonalen des Gestelles (1) erstrekkender Arm (11) vorgesehen ist, dessen gegabeltes Ende (12) eine andere Seite (8) des Gestelles (1) mit Spiel umschliesst.

4. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (1) aus vier biegesteifen Stäben (5~8) besteht und an gegenüberliegenden Ecken zwei Gelenke (9-10) aufweist.

5. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (2) aus vier biegesteifen Stäben (14-17) besteht und an gegenüberliegenden Ecken zwei Gelenke (18-19) aufweist.

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6. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (1) aus vier biegesteifen Stäben (3²O besteht, die an ihren Enden mittels vierer biegsamen Eckplatten (35) aneinander verbunden sind.

7· Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (2) aus vier beigesteifen Stäben (3*0 besteht, die an ihren Enden mittels vierer biegesamen Eckplatten (35) aneinander verbunden sind.

8. Massen- und Kraftinessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (Fig. 5) an gegenüberliegenden Seiten zwei biegesteife Stäbe (32) aufweist, welche durch einen biegesteifen Torsionsstab (33) verbunden sind.

9. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (Pig. 5) an gegenüberliegenden Seiten zwei biegesteife Stäbe (32) aufweist, welche durch einen biegesteifen Torsionsstab (33) verbunden sind und dass die LastpHatte an den nicht auf dem Lastträger aufliegenden Seiten biegesteife Ränder aufweist.

10. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell aus vier miteinander verbundenen Torsionsstäben (38) besteht.

11. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger aus vier miteinander verbundenen biegesteifen Torsionsstäben besteht.

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12. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (2) aus einer verwindungsweichen Lastplatte (39) mit vier biegesteifen Rändern (40) besteht.

13. Massen- und Kraftmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lastträger (2) aus zwei im Grundriss dreieckförmigen, zusammen ein Viereck bildenden diagonal gelenkig verbundenen Trägern (43) besteht.

14. Massen- und Kraftmessgerät nach Ansprüchen 5, 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastplatte mit einem mindestens annähernd diagonal gerichteten Streifen (45) als Biegegelenk wirkt

15. Massen- und Kraftmessgerät nach Ansprüchen 5, 7, 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastplatte (20 bzw. 44) nachgiebig mit dem Lastträger (2 bzw. 43) verbunden ist.

Gemäß Auftrag des ausländischen Vertreters unverändert weitergeleitet.

Patentanwalt Bunke

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