DE8909360U1 - Electronic scale - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage gemäß dem Ob« .'begriff des Anspruches 1. Elektronische Waagen dieser Art sind allgemein bekannt z.B. durch die Iv DE-OS 36 39 521.The invention relates to an electronic scale according to the preamble of claim 1. Electronic scales of this type are generally known, e.g. from DE-OS 36 39 521.
Aus der DE-PS 1 238 229 ist es weiterhin bekannt, bei einer mechanischen Waage mit Parallelführung und Hebel zur Astasierung eine Feder mit horizontaler Wirkungelinie amFrom DE-PS 1 238 229 it is also known that in a mechanical balance with parallel guide and lever for astasis a spring with a horizontal line of action on the
dieser Anordnung auf eine elektronische Waage ist insofern nachteilig, als die horizontale Astasierungsfeder deutlich langer als die Lenker der Parallelführung sein muß, um eine gute Wirksamkeit zu ergeben. Dies würde jedoch die Baugröße der Waage deutlich vergrößern.This arrangement on an electronic scale is disadvantageous in that the horizontal astasis spring must be significantly longer than the parallel guide rods in order to be effective. However, this would significantly increase the size of the scale.
11*1 It11*1 It
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine elektronische Waage der eingangs genannten Art eine platzsparende und besonders wirksame Astasisrungsmöglichkeit zu schaffen.The object of the invention is therefore to create a space-saving and particularly effective astasis option for an electronic scale of the type mentioned at the beginning.
Erfindungsgemäe wird dies durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is achieved by the characterizing part of claim 1.
Greift die Astasierungsfeder gemäß dem Stand der Technik am parallelgeführten Waagschalenträger an, so beschreibt der Angriffspunkt der Feder einen Kreis mit dem Radius der Lenkerlänge - üblicherweise ca. 50..-100 mm. Greift die AstasierungsfedeTT jedoch erfindungsgemäe am Über^etzungshebel an, so kann der Angriffspunkt der Feder z.B. auf 5 mm an den Hebeldrehpunkt herangebracht werden, wodurch sowohl die Wirksamkeit der Astasierungsfeder wesentlich erhöht wird, als auch die notwendige Baulänge der Feder in gleichem MaBe verkürzt wird. Außerdem kann die Wirkungsrichtung der Astasierungsfeder je nach Platzerfordernissen in beliebiger Richtung liegen. Dadurch kann sowohl eine Bauart gewählt werden, in der die Astasierungsfeder waagerecht verläuft - wie in der zitierten DE-PS 1 238 229 -, als auch eine Bauart, in der die Astasierungsfeder senkrecht verläuft. Die letztere Bauform hat den Vorteil, daß sie auch dann einsetzbar is^., wenn die Lagerung des Über-Setzungshebels am Systemträger nur aus einer oder mehreren senkrecht stehenden Blattfedern besteht.If the astasis spring acts on the parallel-guided scale pan support according to the state of the art, the point of action of the spring describes a circle with the radius of the handlebar length - usually around 50...100 mm. However, if the astasis spring acts on the transmission lever according to the invention, the point of action of the spring can be brought closer to the lever pivot point, for example, to 5 mm, which significantly increases the effectiveness of the astasis spring and shortens the necessary length of the spring to the same extent. In addition, the direction of action of the astasis spring can be in any direction depending on the space requirements. This means that a design can be selected in which the astasis spring runs horizontally - as in the cited DE-PS 1 238 229 - or a design in which the astasis spring runs vertically. The latter design has the advantage that it can also be used when the bearing of the transmission lever on the system carrier consists only of one or more vertically positioned leaf springs.
Die Astasierungsfeder besteht in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus einem Draht oder Band. Dies erfordert nur einen geringen Platzaufwand für die Jeder. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß der große mögliche Federweg einer üblichen Schraubenfeder für eine Astaeierungsfeder gar nicht nötig ist, daß also auch eine Federbaufor» benutzt werden kann, die ihre volle Zugkraft schon bei einer geringen Längenänderung erreicht.In an advantageous embodiment, the branching spring consists of a wire or band. This requires only a small amount of space for the assembly. This makes use of the knowledge that the large possible spring travel of a conventional coil spring is not necessary for a branching spring, so that a spring design can be used that achieves its full tensile force even with a small change in length.
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In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Astasierungsfeder aus einem seitlich auskragenden elastischen Vorsprung am Übersetzungshebel und dieser seitlich auskragende elastische Vorsprung ist über einen Draht oder ein Band mit dem Systemträger verbunden. Auch dies ergibt eine sehr kompakte Bauweise.In another advantageous embodiment, the astasis spring consists of a laterally projecting elastic projection on the transmission lever and this laterally projecting elastic projection is connected to the system carrier via a wire or a band. This also results in a very compact design.
Selbstverständlich können diese beiden Ausgestaltungen auch insofern miteinander kombiniert werden, daß sowohl der seitlich auskragende Vorsprung als auch der Draht bzw. das Band so dimensioniert sind, daß sie zur Nachgiebigkeit beitragen und somit als Teil der Astasierungsfeder wirken.Of course, these two designs can also be combined with each other in such a way that both the laterally projecting projection and the wire or band are dimensioned in such a way that they contribute to the flexibility and thus act as part of the astasis spring.
Um Temperaturgradienten zwischen der Astasierungsfeder und dem Systemträger zu vermeiden, wird die Astasierungsfeder vorteilhafterweise wenigstens teilweise in einem Hohlraum untergebracht, dessen Wände mit dem Systemträger verbunden sind.In order to avoid temperature gradients between the astasis spring and the system carrier, the astasis spring is advantageously at least partially housed in a cavity whose walls are connected to the system carrier.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below with reference to the schematic figures.
Fig. 1 das Wägesystem der elektronischen Waage im Schnitt und die zugehörige Elektronik als Blockschaltbild, Fig. la eine Detailvergrößerung aus Fig. 1 gem. Ausschnitt Ia,Fig. 1 the weighing system of the electronic scale in section and the associated electronics as a block diagram, Fig. la a detailed enlargement of Fig. 1 according to section Ia,
Lagerung des Obersetzungshebels aus Fig. 1, Fig. 3 eine zweite Ausgestaltung des Wägesystems der elektronischen Waage in Draufsicht, Fig. 4 eine Seitenansicht des Systemträgers und derBearing of the transmission lever from Fig. 1, Fig. 3 a second embodiment of the weighing system of the electronic scale in plan view, Fig. 4 a side view of the system carrier and the
Lagerung des Obersetzungshebels aus Fig. 3 und Fig. 5 eine dritte Ausgestaltung des Wägesystems der elektronischen Waage in Seitenansicht auf den Systemträger und die Lagerung des übersetzungshebeis. Bearing of the transmission lever from Fig. 3 and Fig. 5 a third embodiment of the weighing system of the electronic scale in a side view of the system carrier and the bearing of the transmission lever.
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• I . I ·• I . I ·
In Fig. 1 ist das Wägesystem der elektronischen Waage im Schnitt dargestellt und die zugehörige Elektronik als Blockschaltbild. Das Gehäuse der elektronischen Waage ist der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Das Wägesystem besteht aus einen Systemträger 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senkrechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastaufnehmer 2 überträgt die der Masse des Wägegutes auf der Waagschale 3 entsprechende Kraft über ein Koppelelement 9In Fig. 1, the weighing system of the electronic scale is shown in section and the associated electronics as a block diagram. The housing of the electronic scale is omitted for the sake of clarity. The weighing system consists of a system carrier 1, to which a load receiver 2 is attached so that it can move vertically via two links 4 and 5 with the joints 6. The load receiver 2 transmits the force corresponding to the mass of the goods to be weighed on the weighing pan 3 via a coupling element 9
lü auf den Lastarm des übersetzüngshebelö 7. Der üljeröetzüngshebel 7 ist durch ein Kreuzfedergelenk 8 am Systemträger 1 gelagert. Am Kompensationsarm des Übersetzungshebels 7 ist ein Spulenkörper mit einer Spule 11 befestigt. Die Spule 11 befindet sich im Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 10 und erzeugt die Kompensationskraft. Die Größe des Kompensationsstromes durch die Spule 11 wird dabei in bekannter Weise durch einen Lagensensor 16 und einen Regelverstärker 14 so geregelt, daß Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Wägegutes und der elektromagnetisch erzeugten Kompensationskraft herrscht. Der Kompensationsstrom erzeugt an einem Meßwiderstand 15 eine Meßspannung, die einem Analog/ Digital-Wandler 17 zugeführt wird. Das digitalisierte Ergebnis wird von einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 18 übernommen und in der Anzeige Ia digital ahgezeigt. - Diese Teile des Wägesystems der elektronischen Waage sind allgemein bekannt und im vorstehenden daher nur ganz kurz beschrieben.lü on the load arm of the transmission lever 7. The transmission lever 7 is mounted on the system carrier 1 by a cross spring joint 8. A coil body with a coil 11 is attached to the compensation arm of the transmission lever 7. The coil 11 is located in the air gap of a permanent magnet system 10 and generates the compensation force. The size of the compensation current through the coil 11 is regulated in a known manner by a position sensor 16 and a control amplifier 14 so that there is a balance between the weight of the weighing object and the electromagnetically generated compensation force. The compensation current generates a measuring voltage at a measuring resistor 15, which is fed to an analog/digital converter 17. The digitized result is taken over by a digital signal processing unit 18 and shown digitally in the display Ia. - These parts of the weighing system of the electronic scale are generally known and are therefore only briefly described above.
Weiter weist das Wägesystem in Fig. 1 zur Astasierung zwei Federn 12 auf, von denen in Fig. 1 nur eine erkennbar ist. Die Federn 12 sind einerseits am Übersetzungshebel 7 oberhalb des Drehpunktes des Kreuzfedergelenkes 8 befestigt und andererseits an einem Vorsprung 13 des Systemträgere 1 unterhalb des Drehpunktes des Kreuzfedergelenkes 8. Die Wirkungslinie der Federn 12 geht in der Soll-Lage des Über-Furthermore, the weighing system in Fig. 1 has two springs 12 for astasis, of which only one is visible in Fig. 1. The springs 12 are attached on the one hand to the transmission lever 7 above the pivot point of the cross spring joint 8 and on the other hand to a projection 13 of the system carrier 1 below the pivot point of the cross spring joint 8. The line of action of the springs 12 goes in the target position of the transfer
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■etzungshebelB 7 genau durch den Drehpunkt des Kreuzfedergclenkes 8 (siehe Fig. la), so daß in dieser Lage die Feiarn 12 kein Drehmoment auf den Obersetzungshebel 7 ausüben, das Wägeergebnis also nicht beeinflussen. Nur wenn der Übersetzungssetzungshebel 7 aus seiner Soll-Lage auegelenkt wird, führt die Zugkraft der Federn 12 zu einen Drehmoment auf den übersetzungshebel 7, wobei die Wirkrichtung dieses Drehmomentes so ist, daß es die Auslenkung aus der Soll-Lage zu vergrößern sucht. Damit wirkt das Drehmoment dsr Federn 12 genau sntcjegsncfssetzt sub DrehBos»·«*· aus den Federn des Kreuzfedergelenkes 8, das den Obersetzungshebel 7 jeweils zurück zur Soll-Lage zu drehen versucht. Bei richtiger Dimensionierung der Kraft der Federn 12 heben sich beide Drehmomente gerade auf und der Übersetzungshebei 7 läßt sich drehmomentfrei bewegen, ist also astasiert. Selbstverständlich gilt dies nur für einen beschränkten Winkelbereich. In gleicher Weise kann durch die Federn 12 nicht nur das rücktreibende Drehmoment des Kreuzfedergelenkes 8 sondern auch das zusätzliche rücktreibende Drehmoment der Parallelführung aus den Lenkern 4 und 5 ganz oder teilweise aufgehoben werden.The transmission lever 7 passes exactly through the pivot point of the cross spring joint 8 (see Fig. la), so that in this position the springs 12 do not exert any torque on the transmission lever 7, and therefore do not influence the weighing result. Only when the transmission lever 7 is deflected out of its target position does the tensile force of the springs 12 lead to a torque on the transmission lever 7, whereby the direction of action of this torque is such that it seeks to increase the deflection from the target position. The torque of the springs 12 therefore acts exactly as the rotational axis of the springs of the cross spring joint 8, which attempts to turn the transmission lever 7 back to the target position. If the force of the springs 12 is correctly dimensioned, both torques cancel each other out and the transmission lever 7 can be moved without torque, i.e. it is astasized. Of course, this only applies to a limited angular range. In the same way, the springs 12 can completely or partially cancel not only the restoring torque of the cross spring joint 8 but also the additional restoring torque of the parallel guide from the links 4 and 5.
In Fig. 2 ist die Anordnung der beiden Federn 12 nochmal in einet Seitenansicht auf die Stirnfläche des Obsrsstrungshebeis 7 gezeigt. Man erkennt den Obersetzungshebel 7, der über ein Kreuzfedergelenk aus insgesamt 4 Federn 8 (zwei senkrechte und zwei waagerechte) mit dem Systemträger 1 verbunden ist. Das Koppelelement 9 ist nur mit seinem oberen Bereich angedeutet. Die beiden Federn 12 zurIn Fig. 2, the arrangement of the two springs 12 is shown again in a side view of the front face of the load-bearing lever 7. The transmission lever 7 can be seen, which is connected to the system carrier 1 via a cross spring joint made up of a total of 4 springs 8 (two vertical and two horizontal). The coupling element 9 is only indicated with its upper area. The two springs 12 for
befestigt, daß ihr Kraftangriffspunkt oberhalb des Drehpunktes liegt, der durch das Kreuzfedergelenk 8 gegeben XHt, zum anderen sind sie an einen Vorsprung 13 am Systemträger 1 befestigt.attached so that their force application point is above the pivot point XHt given by the cross spring joint 8, on the other hand they are attached to a projection 13 on the system carrier 1.
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Eine zweite Ausgestaltung des Wägesystems der elektronischen Waage ist in Fig. 3 in Draufsicht gezeigt. Die Parallelführung besteht aus einem einzigen Block 20, der sowohl den Systemträger 21, den Lastaufnehmer 22 als aucü die Lenker 23 mit den Dünnstellen 24 umfaßt. Am Systemträger 21 ist ein Magnet 28, ein optischer Lagensensor 3 0/ 31 und über zwei Federn 26 der Obersetzungshebel 25 befestigt. Die Kraftübertragung vom Lastaufnehmer 22 mit dem Befestigungskonus 22" für die (nicht gezeichnete) Waagschale erfolgt über ein Koppelelement 27, das einerseits an einem unteren Vorsprung 22' des Lastaufnehmers 22 befestigt ist und andererseits am Übersetzungshebel 25. Der Übersetzungshebel 25 trägt an seinem längeren Hebelarm wiedur eine Spule 29 für die elektromagnetische Kraftkompensation. - Dieses Wägesystem ist soweit aus der DE-OS 34 22 042 bekannt, so daß hier auf eine detailliertere Beschreibung verzichtet werden kann.A second embodiment of the weighing system of the electronic scale is shown in Fig. 3 in plan view. The parallel guide consists of a single block 20, which includes the system carrier 21, the load receiver 22 and also the guide rods 23 with the thin points 24. A magnet 28, an optical position sensor 30/31 and the transmission lever 25 are attached to the system carrier 21 via two springs 26. The force transmission from the load receiver 22 with the fastening cone 22" for the weighing pan (not shown) takes place via a coupling element 27, which is fastened on the one hand to a lower projection 22' of the load receiver 22 and on the other hand to the transmission lever 25. The transmission lever 25 carries on its longer lever arm a coil 29 for the electromagnetic force compensation. - This weighing system is known from DE-OS 34 22 042, so that a more detailed description can be dispensed with here.
Dieses Wägesystem weist nun zusätzlich zur Astasierung zwei 0 Federn in Form je eines Drahtes 32 auf, wie am besten aus der zugehörigen Seitenansicht in Fig. 4 zu erkennen ist. Die beiden Drähte 32 sind so dünn, daß sie als Federn wirken. Sie sind durch Klenunplättchen 3S am ÜbersetzungsilSbsl 25 bsfsstigt UHd durch VT &ogr;&igr;&eegr;&tgr;&eegr;&pgr;&Iacgr; ättehan 34 *5! SvateiB— träger 21. Die Wirkungsweise entspricht der bereits weiter oben erläuterten Wirkungsweise der Federn 12.In addition to the astasis, this weighing system now has two springs in the form of a wire 32 each, as can best be seen from the associated side view in Fig. 4. The two wires 32 are so thin that they act as springs. They are attached to the transmission shaft 25 by means of small plates 3S and are connected by means of a spring carrier 21. The mode of operation corresponds to the mode of operation of the springs 12 already explained above.
Eine dritte Ausgestaltung des Wägesystems der elektronischen Waage zeigt Fig. 5, wobei dort nur die erfindungswesentlichen Teile in Seitenansicht dargestellt sind. Der Übersetzungshebel 42 ist wieder über senkrechte Federn 44 mit; dem Systemträger 41 verbunden. Das Koppelelement 43 ist nur in seinem oberen Bereich gezeichnet. Zur Astasierung weist der Übersetzungshebel 42 zwei seitliche Vorsprünge auf, über deren Enden 46 ein Spanndraht 47 geführt ist.A third embodiment of the weighing system of the electronic scale is shown in Fig. 5, where only the parts essential to the invention are shown in side view. The transmission lever 42 is again connected to the system carrier 41 via vertical springs 44. The coupling element 43 is only shown in its upper area. For astasis, the transmission lever 42 has two lateral projections, over the ends 46 of which a tension wire 47 is guided.
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Die Enden des Spanndrahtes 47 sind mit zwei Klemmplatten am Systemträger 41 befestigt. Sowohl die seitlichen Vorsprünge 45 als auch der Spanndraht 47 sind elastisch und wirken damit als Teil der Astasierungsfeder. Je nach Dimensionierung der seitlichen Vorsprünge 45 und je nach Durchmesser des Spanndrahtes 47 können beide Federungsanteile etwa gleich groß sein oder es kann der eine oder der andere Anteil überwiegen.The ends of the tension wire 47 are attached to the system carrier 41 with two clamping plates. Both the lateral projections 45 and the tension wire 47 are elastic and thus act as part of the astasis spring. Depending on the dimensions of the lateral projections 45 and the diameter of the tension wire 47, both spring components can be approximately the same size or one or the other component can predominate.
In Fig. 5 ist ein weiteres Detail angedeutet: Die seitlichen Vorsprünge 45 am Übersetzungshebel 42 und der Spanndraht 47 sind von Metallwänden 50 umgeben, die vom Systemträger 41 hochragen. Durch nicht gezeichnete vordere Abschlußkappen können so die Teile 45 und 47 der Astasierungsfeder thermisch an den Systemträger gekoppelt werden, damit möglichst keine Temperaturunterschiede auftreten können. Durch richtige Wahl der Werkstoffe der einzelnen Komponenten kann auch ein statischer Temperaturkoeffizient der Kraft der Astasierungsfeder nahe an Null gebracht werden bzw. nahe an den Temperaturkoeffizienten der Federkonstante des Kreuzfedergelenkes und der Lenkerparallelführung herangebracht werden. Dadurch kann der Einfluß von Temperaturänderungen und der Einfluß von Temperaturgradienten weitgehend ausgeschaltet werden.A further detail is indicated in Fig. 5: The lateral projections 45 on the transmission lever 42 and the tension wire 47 are surrounded by metal walls 50 that protrude from the system carrier 41. The parts 45 and 47 of the astasis spring can be thermally coupled to the system carrier using front end caps (not shown) so that as few temperature differences as possible can occur. By correctly selecting the materials for the individual components, a static temperature coefficient of the force of the astasis spring can be brought close to zero or brought close to the temperature coefficient of the spring constant of the cross spring joint and the parallel guide of the handlebars. This means that the influence of temperature changes and the influence of temperature gradients can be largely eliminated.
Statt des Drahtes kann in den vorstehenden Aueführungsbeispielen selbstverständlich auch ein Band benutzt werden. Genauso kann im Ausführungsbeisp^el nach den Figuren 1 und 2 statt der gezeichneten Schraubenfeder ein Band oder ein Draht ale Feder benutzt werden. Statt der zwei Federn kann jeweils nur eine, mittig angeordnete Feder benutzt werden. Statt der gezeichneten einfachen Befestigung der Feder(n) durch Madenschrauben bzw. Klemmetücke können auch auf-Instead of the wire, a band can of course also be used in the above examples. Likewise, in the example shown in Figures 1 and 2, a band or a wire can be used as a spring instead of the coil spring shown. Instead of the two springs, only one spring can be used in the middle. Instead of the simple fastening of the spring(s) using grub screws or clamps as shown, you can also use
wendigere Befestigung skonstruktionen, die eine Justierung der Zugkraft und der seitlichen Lage erlauben, eingesetzt werden. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind immer stehende Blattfedern als Drehlager für den Übersetzungshebel gezeigt und diese Blattfedern werden durch dieMore flexible fastening structures that allow adjustment of the pulling force and the lateral position can be used. In the examples shown, vertical leaf springs are always shown as pivot bearings for the transmission lever and these leaf springs are supported by the
tgs federn &uf Sruck/Knickung beansprucht. Genauso natürlich auch hängende Blattfedern als Dreblager für den Übarsetzungshebel benutzt werden, die durch &L& AstaslerungsfCelans auf Zug beansprucht werden. - AIl^ öies Varianten kann jeder Fachmann leicht selbst entwerfen, so daß auf eine &agr;·&iacgr; alliierte Beschreibung hier verzichtet werden kann.tgs springs are subjected to compression/buckling. Hanging leaf springs can also be used as pivot bearings for the transmission lever, which are subjected to tension by the branching springs . - All these variants can easily be designed by any expert, so that a detailed description is not necessary here.
Weiterhin ist die erfindungsmäßige Ausführung auch auf elektronische Wägesysteme mit mehreren hintereinandergekoppelten Hebeln sinngemäß übertragbar.Furthermore, the embodiment according to the invention can also be applied to electronic weighing systems with several levers coupled in series.
RV ARlT RV ARlT
Claims (6)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021132094B3 (en) | 2021-12-06 | 2023-03-30 | Technische Universität Ilmenau, Körperschaft des öffentlichen Rechts | weighing device |
-
1989
- 1989-08-03 DE DE8909360U patent/DE8909360U1/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021132094B3 (en) | 2021-12-06 | 2023-03-30 | Technische Universität Ilmenau, Körperschaft des öffentlichen Rechts | weighing device |
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