DE2531673B2

DE2531673B2 - Massen- und kraftmessgeraet

Info

Publication number: DE2531673B2
Application number: DE19752531673
Authority: DE
Inventors: Armin; Wirth Johannes; Zürich Wirth (Schweiz)
Original assignee: Wirth, Gallo & Co, Zürich (Schweiz)
Current assignee: K Tron Patent AG
Priority date: 1974-11-14
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2531673C3; CH584889A5; US4015678A; ZA755594B; SE7508077L; JPS5444464B2; NL7508841A; DE2531673A1; JPS5210758A

Description

Die Erfindung betrifft ein Massen- und Kraftmeßgerät mit einem mit vier Füßen versehenen vierseitigen Gestell und einem sich über vier Stützorgane auf dieses Gestell stützenden vierseitigen Lastträger, mit jeweils paarweise einander gegenüberliegenden parallelen Seiten.

Geräte dieser Gattung sind z. B. dem Handbuch des

jo Waagenbaues von Raudnitz-Reimpell, Bd. I, 1955, Bild 320 auf S. 351 mit Text S. 352, I. Abs. als bekannt zu entnehmen.

Solche Massen- und Kraftmeßgeräte werden oft als Waage für mittlere bis hohe Belastungen verwendet. Bei

J5 Waagen älterer Bauart wirkt meistens ein die Last übertragendes Hebelwerk auf eine Gegengewichtseinrichtung, z. B. auf Laufgewichte. Später wurden diese auch durch Nirigungsgewichte ersetzt. Moderne Waagen können ein auf eine einzige Meßdose wirkendes Hebelwerk oder gar kein Hebelwerk, aber vier mit je einer Meßdose zusammenwirkende Stützorgane aufweisen. In letzterem Falle werden die vier Messungen z. B. elektrisch summiert.

Es sind viele Waagen mit kleiner Maximallast, z. B.

Ladentischwaagen im Gebrauch, deren Gestell drei Füße aufweist. Das Verhältnis des Eigengewichtes zur Maximallast ist bei solchen Waagen in der Regel so groß, daß, auch bei am Rand des Lastträgers i;ufgelegter Last, der Gesamtschwerpunkt genügend innerhalb des

so Standdreieckes der drei Stützorgane oder 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 diese Last exzentrisch, an bestimmten Stellen des Lastträgers, aufgelegt, so besteht die Gefahr, daß die Waage kippt. Bei solchen Waagen müssen also vier Füße oder Stützpunkte vorgesehen werden.

Der Hauptnachteil dieser Lösung besteht darin, daß

bo ein statisch unbestimmter Zustand entsteht, d. h. daß die auf jeden Fuß wirkende Kraft unbestimmt ist. Falls der Boden, gemessen an der natürlichen Verwendungsweichheit der Konstruktion, ungenügend eben ist, d. h. größere Unebenheiten als 1 -2 mm bei 1 m Seitenlänge

h^r) 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,

dis auch bei geringer Schiefstellung, z. B. bis '/jo, richtig anzeigen. Solche Waagen müssen, wenn sie von einem Tisch zu einem anderen oder auch auf unebenem Boden versetz) 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 Unempfindlichkeit einer Schiefstellung gegenüber wieder verloren, da sie nach jedem Platzwechsel! auf unebener Unterlage meistens wackelig to stehen, so daß Einstellmittel, z. B. Stellschrauben betätigt werden müssen, um das Tragen aller Füße zu erreichen.

Immer wurde angestrebt, die Waagengestelle möglichst verwindungssteif und damit schwer auszuführen. und zwar auch dann, wenn es sich um Gestelle mit vier Füßen handelte, die die Eckpunkte eines Rechteckes oder Quadrates darstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Massen- und Kraftmeßgerät mit vier Füßen zu schaffen, das durch Selbstanpassung dieser Füße an die Unebenheiten des Sodens die erwähnten Nachteile vermeidet. Die Lösung dieser Aufgabe liegt gemäß der Erfinc.ung darin, daß die die paarweise einander gegenüberliegenden Gestellseiten bildenden oder begrenzenden Bauteile und die die paarweise einander gegenüberliegenden Lastträgerseiten bildenden oder begrenzenden Bauteile durch die Bewegung ermöglichende Biege- oder Zapfengelenke unter der Wirkung des Eigengewichtes des Gerätes um durch ihre Längsmitlen gehende, gedachte geometrische Querachsen in entgegengesetztem Sinne verschwenkbar gemacht sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig.! schaubildlich eine Waage ohne Hebelwerk,

Fig. 2 schematisch das Hebelwerk der Waage nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Anordnung von Gestell, Lastträgerund Hebelwerk,

F i g. 4 eine Seitenansicht der Waage nach Fig. 1,

F i g. 5,6 je eine Variante des Gestelles,

F i g. 7 eine weitere Ausführung des Gestelles und des Lastträgers,

F i g. 8,9 je eine Variante des Lastträgers.

Die Waage nach Fig. 1 weist ein Gestell 1, einen Lastträger 2 und eine Lastausgleich- und Anzeigevorrichtung 3 auf. Diese kann z. B. eine Neigungsgewichtsvorrichtung sein. Das zwischen dem Gestell 1 und dem Lastträger 2 befindliche Hebelwerk 4 ist in F i g. 1 nicht gezeichnet und wird an Hand der F i g. 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 der Gestells 1 angeordnet sind. Am Stab 7 ist ein Arm 11 befestigt, der sich annähernd rechtwinklig zur Verbindungsgeraden der beiden Biegegelenke 9,10 erstreckt. Er ist mit einem ho gegabelten Ende 12 versehen, das mit dem Stab 8 zusammenspielt. Das Gestell I ist an jeder Ecke mit einem Fuß 13 versehen. Der Lastträger 2 besteht aus Stäben 14 bis 17, die den Stäben 5 bis 8 des Gestells 1 entsprechen. Stab 14 weist ein Biegegelenk 18 auf. Stab h"i 16 ein Biegegelenk 19. Ferner ist an den Stäben 14 bis 17 eine Trageplatte 20 befestigt.

Das Hebelwerk 4(Fi g. 2) 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 23 (F i g. 3) des Teiles 5 des Gestells 1 stützt. Ferner weist er am gleichen Ende eine Lastschneide 24 auf, die unter Zwischenschaltung eires Stützorgans 25 das eine Ende des Stabes 14 des Lastträgers 2 stützt (F i g. 3). An seinem anderen Ende ist der Haupthebel 21 mit einer Endschneide 26 versehen, die mit einer Zugstange 47 der Lastausgleich- und Anzeigevorrichtung 3 in bekannter Weise zusammenwirkt. Der zweite Hebel 27 ist an seinem linken Ende (F i g. 2) ebenfalls mit einer Stützschneide 22 und einer Lastschneide 24 versehen. Dieses linke Ende befindet sich zwischen den linken Enden der Stäbe 6 und 15 (wie in F i g. 1 gesehen), wobei die Anordnung die gleiche ist wie in Fig. 3 dargestellt. An seinem rechten Ende (wie i.. F i g. 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 durch einen Einschnitt gebildeten Biegegelenkes 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.

Statt als Neigungsvorrichtung könnte die Lastausgleich- und Anzeigevorrichtung 3 in anderer Weise ausgebildet sein; die Endschneide 26 könnte z. B. auf eine Meßdose mit schwingenden Saiten, angeschlossenem Auswertungsgerät und digitaler Anzeige wirken. Auch andere bekannte Meßsysteme könnten hier Anwendung finden.

Wird die beschriebene Waage auf einen unebenen Boden aufgestellt, so kann sie sich dank der beschriebenen Gestaltung entsprechend anpassen. Uneben im vorliegenden Sinne ist ein Boden, bei welchem seine unter den vier Füßen 13 liegenden Teile nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Kommt z. B. der unter dem rechten Ende des Stabes 5 angebrachte Fuß 13 höher als die anderen zu stehen, so wird der aus den Stäben 5 und 8 gebildete Teil des Gestells 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 Größe der Unebenheit, z. B. Erhöhung oder Vertiefung des Bodens unter dem Fuße rechts in Fig. 1 und 4, ist durch das Spiel des Stabes 8 im gegabelten Ende 12 des Armes 11 bestimmt. Diese Anpassung des Gestells 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 paarweise Rotationsbewegung der Stäbe 5 bis 8 um die Seitenhalbierenden Achsen des Gestells 1. Betrachtet man die Stabpaare 5, 7 und 6, 8, so drehen

ihre Stäbe 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 des Eigengewichtes der Waage verwunden. Der Lastträger verformt sich in gleicher Weise wie das Gestell. Auf diesem 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 Biegegelenken 18,19 annähernd diagonal verlaufenden Streifens den Verformungen des Lastträgers an. Die Lastplatte ist nicht völlig starr, sondern leicht nachgiebig mit den Stäben 14 bis 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 diagonal 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 aufweisen, nämlich die Fähigkeit, einen verwundenen Rahmen bzw. eine verwundene Fläche bilden zu können.

Die Ausführung nach F i g. 5 ist sowohl als Gestell als auch als Lastträger verwendbar. Sie besteht aus zwei Stäben 31, 32, die mittels eines Torsionsstabes 33 verbunden sind. Bei Verwendung als Lastträger fallen die Füße 13 weg. Eine nicht dargestellte Lastplatte wird auf den Stäben 31, 32 und dem Torisonsstab 33 vorgesehen. Zweckmäßig wird diese Lastplatte mindestens entlang einer der von keinem der Stäbe 31, 32 unterstützten Seiten 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.6 dargestellte Ausführung eines Gestells bzw. Lastträgers besteht aus vier Stäben 34, die mittels vier Eckplatten 35 z. B. durch Schweißen verbunden sind. Die Anpassung des Gestells 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, 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.

to Dieser Lastträger 2 stützt sich über vier schematisch dargestellte Stützorgane 41 auf das Gestell 1 ab. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Meßsystem aus vier Meßzellen 42, die je zwischen einem Stützorgan 41 und dem Gestell angeordnet sind. Die Ausgänge dieser Meßzellen 42 werden in bekannter Weise (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 und Gestell vorhanden. Wie strichpunktiert angedeutet, können sich Lastträger 2 und Gestell 1 unter ihrem Eigengewicht Unebenheiten des Bodens durch Verwendung anpassen.

Der in Fig.8 von unten gesehen dargestellte Lastträger besteht aus zwei gleichen, dreieckigen Hochkantträgern 43. Eine Lastplatte 44 aus Blech ist mit diesen Hochkantträgern starr, z. B. durch Schweißen verbunden. Als Biegegelenk wirkt der Streifen 45 der Lastplatte 44, der zwischen den beiden Hochkantträgern liegt.

Bei der in Fig.9 dargestellten Variante sind die beiden Hochkantträger 43 durch ein Zapfengelenk 46 miteinander verbunden. In diesem Falle wird die Lastplatte 44 vorzugsweise nicht starr, sondern leicht nachgiebig mit den Hochkantträgern 43 verbunden.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Biege-, Torsions- und 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 30 mm bei 1 m Seitenlänge.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Massen- und Kraftmeßgerät mit einem mit vier Füßen versehenen vierseitigen Gestell und einem sich über vier Stützorgane auf dieses Gestell stützenden vierseitigen Lastträger, mit jeweils paarweise einander gegenüberliegenden parallelen Seiten, dadurch gekennzeichnet, daß die die paarweise einander gegenüberliegenden Gestellseiten bildenden oder begrenzenden Bauteile und die die paarweise einander gegenüberliegenden Lastträgerseiten bildenden oder begrenzenden Bauteile durch die Bewegung ermöglichende Biegeoder Zapfengelenke unter der Wirkung des Eigengewichtes des Gerätes um durch ihre Längsmitten gehende, gedachte geometrische Querachsen in entgegengesetztem Sinne verschwenkbar sind.

2. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Schwenkbewegung der Gestellseitenteile begrenzende Anschläge (11,12) vorgesehen sind.

3. Massen- und Kraftmeögerät nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Seitenbauteil (17) des Gestelles (1) ein sich annähernd rechtwinklig zur Diagonalen des Gestelles (I) erstreckender Arm (11) vorgesehen ist, dessen gegabeltes Ende (12) einen anderen Seitenbauteil (8) des Gestelles (1) mit Spiel umschließt.

4. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) aus vier biegesteifen Stäben (S bis 8) besteht und an gegenüberliegenden Ecken zwei Gelenke (9, 10) aufweist.

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

6. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (1) aus vier biegesteifen Stäben (34) besteht, die an ihren Enden durch vier biegsame Eckplatten (35) miteinander verbunden sind.

7. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastträger (2) aus vier biegesteifen Stäben (34) besteht, die an ihren Enden durch vier biegsame Eckplatten (3¹J) miteinander verbunden sind.

8. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell aus zwei sich gegenüberliegenden biegesteifen Stäben (32) besteht, welche durch einen biegesteifen Torsionsstab (33) verbunden sind (F i g. 5).

9. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastträger aus zwei sich gegenüberliegenden biegesteifen Stäben (32) besteht, welche durch einen biegesteifen Torsionsstab (33) verbunden sind (F i g. 5), und daß die Lastplatte 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.

12. Massen- und Kraftmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d.iß der Lastträger (2) aus einer verwindungsweichen Lastplatie (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 Krallmeßgerät nach den Ansprüchen 5, 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastplatte einen mindestens annähernd diagonal gerichteten, als Biegegelenk wirkenden Streifen (45) aufweist.

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