DE2543719C2 - Selbsttätige Laufgewichtswaage - Google Patents
Selbsttätige LaufgewichtswaageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Laufgewichtswaage mit einem ein Laufgewicht längs eines Laufgewichtswaagebalkens
verstellenden motorisch angetriebenen Reibgetriebe, enthaltend ein erstes Reibelement
und ein reibschlüssig zu diesem angeordnetes, lastabhängig bezüglich seiner Winkellage zu einer Mantellinie
des ersten Reibelementes verschwenkbares zweites Reibelement, wobei ein Reibelement in Form einer
Walze ausgebildet ist und eines der Reibelemente mit einer ständigen relativen Drehung zu seiner Lagerung
längsverschiebbar gelagert ist.
Eine derartige Laufgewichtswaage isi bekannt (DT-PS 22 00 533). Bei dieser bekannten Laufgewichtswaage
ist am Waagebalken eine Lagerung vorgesehen, in welcher die Reibwalze längsverschiebbar geführt ist.
Zwischen der Schiebeführung und den Lagern findet eine ständige Relativdrehung statt, so daß jegliche
ruhende Reibung vermieden wird. Ganz gleich ob gemäß der bekannten Laufgewichtswaage die Walze
auf einer rahmenfesten Stange unter ständiger Relativdrehung der Teile geradlinig geführt ist oder die Stange
bei undrehbar gehaltenem Laufgewicht ständig gedreht wird, stellt die Geradführung für die Verschiebung des
Laufgewichtes Anforderungen an die Genauigkeit, was sich auf die Herstellungskosten auswirkt und verbraucht
aufgrund der immer noch vorhandenen Reibung Schiebekraft, was sich auf die Meßgenauigkeit auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs beschriebene Laufgewichtswaage hinsichtlich ihrer Lagerung
weiter zu vereinfachen, die Schiebeempfindlichkeit für das Laufgewicht zu erhöhen und die hohe Genauigkeit
noch zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens drei drehbare Reibelemente vorgesehen
sind und daß das längsverschiebbare Reibelement als alleinige Lagerung von den mindestens zwei
weiteren Reibelementen abgestützt ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil, daß die getriebefunktionell notwendigen Berührungspunkte der Reibelemente
gleichzeitig auch die Längsbewegung des verschiebbaren Reibelementes führen. Damit entfallen
jegliche zusätzlichen Geradführungseinrichtungen. Im einfachsten Fall wird die das Laufgewicht darstellende
Reibwalze von zwei Reibelementen abgestützt, wobei eines aus zwei koaxial im Abstand liegenden, am
Waagebalken drehbar gelagerten und motorisch angetriebenen Reibscheiben besteht, die auf der einen Seite
der Walze (angeordnet sind und das andere ein frei drehbar am Fundament gelagertes Reibrad ist, das auf
der anderen Seite der verschiebbaren Reibwalze angeordnet ist. Auf diesen beiden sogenannten Stützreibelementen
ruht die das Laufgewicht bildende Reibwalze und verschiebt sich in ihrer Längsrichtung, wenn
zwischen Walze und dem fundamentfest gelagerten Reibrad ein Arbeitswinkel entsteht. Jegliche weiteren
!5 43
3eradführungen entfallen. Der Baufaufwand wird damit
!fheblich reduziert, die Schiebeempfindlichkeit verbes-
;ert und die Wägegenauigkeit erhöht.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteh) darin, daß iie Drehachsen der drei Reibelemente in einer
geometrischen Normalebene zu den Drehachsen die Eckpunkte eines Dreiecks bilden, daß die Horizontalkomponenten
der an den Berührungspunkten der Stutzreibelemente am verschiebbaren Reibelement
auftretenden Stützkraftvektoren entgegengesetzt ι ο gleich ausgebildet sind und daß mindestens ein
Stützreibelement so angeordnet ist, daß seine Vertikalkomponente der Stützkraft nach oben gerichtet ist.
Obwohl zwei Stützreibelemente bzw. -elementanordnungen zur einwandfreien Abstützung des verschiebbaren
dritten Reibelementes ausreichen, werden Genauigkeits vorteile mit einer Ausführung erreicht, die drei
Stützreibelemente hat. Dabei übernimm ein im wesentlichen vertikal unterhalb der Reibwalze am
Waagebalken angeordnetes Reibelement im wesentlichen die gesamte vertikale Stützkraft, während ein
zusätzliches, ebenfalls am Waagebalken und zwar dem fundamentfesten Reibrad im wesentlichen diametral
gegenüberliegend angeordnetes Reibelement die Anpreßkraft kompensiert
Vorzugsweise ist mindestens eines der Stützreibelemente am Waagebalken und ein weiteres Stützreibelement
am Fundament gelagert. Die Drehachse des am Fundament gelagerten Stützreibelementes und die
Drehachse des verschiebbaren Reibelementes liegen dabei gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung
mindestens nahezu in einer Horizontalebene. In diesem Fall werden auf das verschiebbare Reibelement vom
Fundament keine Vertikalkräfte übertragen.
Die Erfindung unterscheidet sich von allen bekannten Laufgewichtswaagen dadurch, daß im einfachsten Fall
die das Laufgewicht darstellende Reibwalze lose auf den Reibrädern aufliegen kann, wobei mittels einer Dreipunkt-
oder Mehrpunktlagerung eine minimale Lagerreibung für die Verschiebung erzielt wird. Es entfallen
die für die herkömmlichen Geradführungen notwendigen engen Fertigungstoleranzen sowie die Hochgenauigkeitslager.
Wenn die verschiebbare Walze von mindestens vier Reibrädern frei abgestützt ist, ergibt
sich ein relativ großer Schiebeweg und daher ein hohes Auflösevermögen der Waage. Eine Dreipunktlagerung
der Reibwalze bringt demgegenüber bei sonst gleichen Abmessungen eine Kostenreduzierung, wenn auch eine
gewisse Verringerung der Wägegenauigkeit.
Das verschiebbare Reibelement, vorzugsweise eine Reibwalze, kann auch hohl ausgebildet sein, wobei
mindestens eines der Stützreibelemente im Inneren der Hohlwalze angeordnet ist.
Anhand der Zeichnung, die mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausf Qhrungsform
der neuen Laufgewichtswaage,
Fig.2 eine schematische stirnseitige Ansicht der
Anordnung der Reibelemente gemäß F i g. 1,
Fig.3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Reibelemente, bei welcher die
Abstützelemente als Walzen und das verschiebbare Reibelement aus einem Scheibenpaar besteht,
Fig.4 die stirnseitige Ansicht einer abgewandelten
Ausführungsform der Reibelemente, wobei als verschiebbares Reibelement eine Hohlwalze verwendet
F i g. 5 eine stirnseitige Ansicht einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Reibelementenanordnung,
F i g. 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Laufgewichtswaage,
F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer Abwandlung mit drei Stützreibelementen, und
Fig.8 eine stirnseitige Ansicht der Ausführung gemäß F i g. 7.
Gemäß F i g. 1 ist ein Laufgewichtswaagebalken I um eine Schwenkachse 2 schwenkbar, welche durch
fundamentfeste Balkenstützlager 3 gebildet wird. Am Balken 1 ist eine Welle 4 in Lagern 5 drehbar gelagert,
welche mit in axialem Abstand liegenden Reibscheiben 25 versehen ist und mittels einer Riemenscheibe 7 und
eines Riemens 6 von einem Ritzel 8 eines Antriebsmotors 9 dauernd gedreht wird. Der Motor 9 ist ebenfalls
balkenfest gelagert. Parallel zur Welle 4 und rechtwinklig zur Schwenkachse 2 erstreckt sich eine vorzugsweise
horizontal angeordnete Welle 10, die in einem fundamentfesten Lager 11 drehbar gelagert ist und zwei
axial im Abstand liegende Reibscheiben 28 aufweist. Auf den vier Reibscheiben 25, 25 und 28, 28 ruht frei
aufliegend eine Reibwalze 12. Die Walze 12 ist im Ausführungsbeispiel zylindrisch und dis Reibscheiben
sind gleich groß. Die Drehachsen aller drei Reibelemente 12,25,28 sind dann parallel und bilden gemäß F i g. 2
stirnseitig die Eckpunkte eines Dreieckes, wobei die balkenfesten Stützscheiben 25 die gesamte Vertikalkraft
auf die Walze 12 übertragen, weil die Drehachsen der Walze 12 und der fundamentfesten Reibelemente 28 in
einer Horizontalebene liegen. Die beiden Horizontalkomponenten der Stützkräfte beider Reibelemente 25,
28 sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.
Die Wägelast wird über einen Lastbügel 13 und zwei
Schneidenlager 14 auf den Waagebalken 1 übertragen.
Die Reibwalze 12 trägt an ihren Stirnseiten koaxiale Zapfen, an denen mittels Lagern 15 ein Bügel 16
herabhängt, an welchem ein Stahlband 17 befestigt ist, das um eine Scheibe einer Zeigerwelle 18 herumgeschlungen
ist, welche in einem fundamentfesten Lager 19 drehbar gelagert ist. Mittels Zeiger 20 und Skala 21
kann die Wägelast abgelesen werden.
Soll beispielsweise eine eichfähige Wägegenauigkeit von 10 000 Teilen erreicht werden, so wird für die Walze
12 nur ein Schiebeweg von weniger als 100 mm benötigt. Dieser Schiebeweg muß unter Berücksichtigung
ausreichender Genauigkeitsreserve mindestens auf 1 :50 000 aufgelöst werden. Die Anzeigeart muß
also einen Walzenweg von 2 χ 10~3 mm ablesbar
darstellen können. Eine besonders preisvorteilhafte Gewichtswertdarstellung wird erreicht, wenn das relativ
hohe Schiebevermögen der Reibwalze 12 dazu benutzt wird, eine optische Rundskala mittels Stahlbändern
anzutreiben. In der Zeichnung ist der Einfachheit halber eine Zeigeranzeige veranschaulicht. Eine optische
Rundskala ermöglicht dagegen auf kleinstem Raum Skalenlängen von 500 mm und mehr zu erzeugen, die
mit bekannten optischen Vergrößerungen selbst 10 00( Teile gut lesbar darzustellen gestatten.
Die Dämpfung des Waagebalkens erfolgt gemäl F i g. 1 über eine balkenfeste Dämpfungsscheibe 22 um
den Magnet 23. Der Balkenausschlag wird durcl Anschläge 24 begrenzt.
F i g. 3 veranschaulicht prinzipiell eine Reibanord nung ähnlich Fig. 1, jedoch bestehen die Abstützreit
elemente 25a und 28a aus Walzen, während da Laufgewicht von einer Scheibenanordnung 12a gebild«
wird. Anstelle der Doppelscheibenanordnung 12a kan
auch eine Kurzwalze aufgelegt werden.
Die Fig.4 und 5 veranschaulichen schematisch
andere Reibanordnungen, denen gemeinsam ist, daß als verschiebbares Reibelement eine Hohlwalze dient.
Gemäß Fig.4 ist in der Hohlwalze Ub das balkenfest
gelagerte Reibscheibenpaar 25b angeordnet, während das fundamentfeste Reibscheibenpaar 286 am Außenumfang
der Hohlwalze 12b angreift. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig.2 sind die Drehachsen von
hert ausgerichtet ist. Abweichend gegenüber F i g. 6 ist jedoch das weitere, aus den beiden Reibscheiben 25
bestehende Stützreibelement im wesentlichen vertikal unter der Reibwalze 12 drehbar am Waagebalken
gelagert. Ein weiteres, ebenfalls aus zwei koaxial im Abstand liegenden Reibscheiben 40, 40 bestehendes
Reibelement ist der Kurzwalze 27 im wesentlichen diametral gegenüberliegend am Waagebalken drehbar
angeordnet. Die Reibscheiben 25,25 übernehmen somit
verschiebbarer Walze und fundamentfestem Stützreib- I0 mindestens angenähert die vertikale ^Abstützung^ der
element nicht horizontal ausgerichtet, vielmehr liegt die Drehachse der Stützreibscheiben 286 tiefer, so daß von
diesen Stützreibscheiben 28b eine gewisse Vertikalkomponente der Stützkraft übernommen wird. Bei dieser
Reibwalze, während die zusätzlichen Reibscheiben 40, 40 im wesentlichen die gesamte Anpreßkraft der
Kurzwalze 27 aufnehmen.
Während vorgezogen wird, die Achse der fundament-
Während vorgezogen wird, die Achse der fundament-
achse der Reibwalze 12 auszurichten, besteht eine Abwandlungsmöglichkeit darin, die beiden anderen
Reibelemente 25 und 40 bezüglich ihrer vertikalen und horizontalen Ausrichtung zur Drehachse der Walze 12
Ausführung wird nicht der gesamte Balkenschwenkwin- i5 festen Kurzwalze möglichst horizontal mit der Drehkel
für den Arbeitswinkel ausgenutzt. Obwohl vorgezogen wird, daß das fundamentfeste Reibelement 28
möglichst keine vertikale Stützkraft überträgt, so ist gleichwohl die Ausführung gemäß F i g. 4 brauchbar.
F i g 5 veranschaulicht eine Hohlwalze 12c innerhalb 2o in einem gewissen Winkeibereich zu versetzen,
welcher beide Stützelemente 25c und 28c angeordnet Die beschriebene Anordnung nach F i g. 7 bringt bei
sind Die Stützscheiben 25c sind wiederum balkenfest einem geringfügig vergrößerten Bauaufwand gegengelagert
Sie übernehmen den größten Teil der über der Ausführung nach Fig.6 den Vorteil eines
vertikalen Stützkräfte, um einen möglichst großen vergrößerten Walzenweges - also vergrößerter Ge-Arbeitswinkel
am fundamentfest gelagerten Reibele- 25 nauigkeit der Waage - sowie Vorteile bei der Waagenmentenpaar28czu
erzeugen. In allen diesen Fällen sind justage, weil die Walze 12 allein durch die am
die Horizontalkomponenten der Stützkräfte der Stütz- Waagebalken gelagerten Stützscheiben 25, 25 und 40,
40 getragen und geführt werden kann. Die fundamentfest gelagerte Kurzwalze 27 wird also nicht zur Führung
der Walze 12 herangezogen und dient ausschließlich der Längsverschiebung derselben.
Die Arbeitsweise ist bei allen Ausführungsformen dieselbe. Tritt eine Lastvergrößerung am Lastbügel 13
ein, schwenkt der Balken 1 um die Schwenkachse 2 im Uhrzeigersinn bis an den unteren Anschlag 24. Diese
Schwenkung macht die balkenfest gelagerte Reibschei-
reibelemente 25, 28 gleich groß und entgegengesetzt gerichtet.
Fig.6 schließlich veranschaulicht eine gewisse 30
Abwandlung einer Laufgewichtswaage. Anstelle der fundamentfest gelagerten Stützreibscheiben 28 ist eine
Kurzwalze 27 auf der Welle 10 gelagert, deren axiale Mitte von der Schwenkachse 2 des Waagebalkens 1
durchsetzt wird. Bei dieser Ausführung ist die 35 fundamentfest gelagerte Welle 10 mit der Riemenscheibe
7 ausgestattet und wird motorisch angetrieben. Die Wägelast wird über eine Lastschale 32, Querträger 33
und die Schneidenlager 14 auf den Balken 1 geführt. Wegen des weglosen Wägeprinzips kann die für solche 40 des Rahmens
Lastschalen notwendige Lenkerführung durch einen '—J r—
einfachen Federstab 34 gebildet werden. Eine zusätzliche Dämpfung läßt sich mit einer Stabilisierungsfeder 35
erzielen, die in Richtung des Federstabes 34 wirkt. Liegt
benanordnung 25 mit. Da gemäß F i g. 2 die fundamentfeste Reibanordnung keine Vertikalkräfte überträgt,
macht auch die Reibwalze 12 die gesamte Schwenkung 1 mit. Zwischen der Walze 12 und der
fundamentfesten Reibscheibenanordnung 28 entsteht nun ein Arbeitswinkel, welcher bei entsprechender
Wahl der Walzendrehrichtung eine Verschiebung der Walze 12 und sämtlicher mit ihr verbundenen Teile so
diese Wirkungslinie parallel zur Schneidenachse 36 des 45 lange nach links bewirkt, bis die Lastvergrößerung am
Balkens 1, so wird wegen der gleichen Einspiellage des ' --"-■···—<
«* ·■--> -"--- <·: ■— ^-~·- <-"
Balkensystems die Momentenstörung am Waagebalken
infolge der unvermeidbaren Federhysterese gleich Null. In der Praxis kann beispielsweise durch nachgeschal-
tete Waagenteile die exakte Linearität des Balkenprin- 50 Walze 12 wird über den Bügel 16 und die Stahlbänder 17
zips gestört sein. Für solche Fälle ist eine Linearisierung -1- r^-~l- r J:- ^- "- -° -"- J '
mittels laufgewichtsfester Feder 37, welche auf der
durch Schrauben 38 einstellbaren Schiene 39 entlanggleitet, vorteilhaft.
Die Fig.7 und 8 veranschaulichen eine weitere Abwandlung der Laufgewichtswaage nach Fig.6. In
Fig. 7 sind nur die Abweichungen gegenüber Fig.6
dargestellt. Auch hier ist eine fundamentfest gelagerte Kurzwalze 27 vorgesehen, deren Drehachse mit der
Lastbügel 13 und daraus resultierendem Drehmoment am Balken 1 ausgeglichen ist. In diesem neuen
Abgleichzustand hat der Balken 1 wieder seine Ausgangs-Horizontallage eingenommen. Der Weg der
als Drehung auf die Zeigerwelle 18 übertragen und kann mittels Anzeigevorrichtung 20, 21 sofort als Gewichtswert abgelesen werden.
Bei einer Lastverminderung am Lastbügel 13 tritt eine Umkehrung dieses Abgleichverlaufes ein. Nach
einer Balkenschwenkung entgegen dem Uhrzeigersinn, einer Verschiebung der Walze 12 nach rechts und
entsprechender Verdrehung der Zeigerwelle 18 kann der neue Gewichtswert wieder mittels Anzeigevorrich-
Achse der Reibwalze 12 horizontal mindestens angenä- 60 tung 20,21 abgelesen werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Selbsttätige Laufgewichtswaage mit einem ein Laufgewicht längs eines Laufgewichtswaagebalkens
verstellenden motorisch angetriebenen Reibgetriebe, enthaltend ein erstes Reibelement und ein
reibschlüssig zu diesem angeordnetes, lastabhängig bezüglich seiner Winkellage zu einer Mantellinie des
ersten Reibelementes verschwenkbares zweites Reibelement, wobei ein Reibelement in Form einer
Walze ausgebildet ist und eines der Reibelemente mit einer ständigen relativen Drehung zu seiner
Lagerung längsverschiebbar gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens dreidrehbare
Reibelemente (12, 25, 28; 12a, 25a, 28a; 126, 256, 286; 12c, 25c, 28c; 12, 25, 27; 12, 25, 27, 40)
vorgesehen sind und daß das längsverschiebbare Reibelement (12; 12a; 126; 12c) als alleinige
Lagerung von den mindestens zwei weiteren Reibelementen 25, 28; 25a; 28a; 256, 286; 25c, 28c;
25,27; 25,27,40) abgestützt ist.
2. Laufgewichtswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der drei
Reibelemente (12,25,28; 12a, 25a, 28a; 126,256,286;
12c, 25c, 28c; 12, 25, 27) in einer geometrischen Normalebene zu den Drehachsen die Eckpunkte
eines Dreieckes bilden, daß die Horizontalkomponenten der, an den Berührungspunkten der Stützreibelemente
am verschiebbaren Reibelement auftretenden Stützkraftvektoren entgegengesetzt gleich ausgebildet sind und daß mindestens ein
Stützreibelement (25; 25a; 256; 25c) so angeordnet ist, daß seine Vertikalkomponente der Stützkraft
nach oben gerichtet ist.
3. Laufgewichtswaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Reibelement
(12) von drei Reibelementen (25, 25, 27, 40, 40) abgestützt ist, von denen eines (25, 25) im
wesentlichen vertikal ausgerichtet unterhalb des verschiebbaren Reibelementes (12) und die beiden
anderen (27 und 40, 40) im wesentlichen horizontal mit dem verschiebbaren Reibelement ausgerichtet
und einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
4. Laufgewichtswaage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eines der Abstützreibelemente (25,28; 25a, 28a; 256,
286; 25c, 28c; 40) aus zwei koaxial im Abstand angeordneten Reibscheiben besteht.
5. Laufgewichtswaage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Reibwalze
(12; 126; 12c) auf vier Reibscheiben (25, 25, 28, 28; 256, 256, 286, 286; 25c, 25c, 28c, 28c; bzw. 25, 25, 40,
40) gelagert ist, von denen jeweils zwei koaxial im Abstand voneinander angeordnet sind.
6. Laufgewichtswaage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eines der Abstützreibelemente am Waagebalken und ein weiteres Abstützelement am Fundament
gelagert ist.
7. Laufgewichtswaage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (10) des am
Fundament gelagerten Abstützelementes (28; 27; 28a) und die Drehachse des verschiebbaren Reibelementes
(12; 12a) mindestens nahezu in einer Horizontalebene liegen.
8. Laufgewichtswaage nach einem der Ansprüche
1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß am verschiebbaren Reibelement (12) mittels koaxialer St.rnlager
(15) ein nicht mitdrehender Bügel (6) angeordnet ist, welcher mit einer Anzeigevorrichtung (18,19,20,
21) in Verbindung steht.
9 Laufgewichtswaage nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare
Reibelement (126; 12c) hohl ausgebildet ist und mindestens eines der Abstützreibelemente innerhalb
des Hohlraumes angeordnet ist.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |