CH591685A5

CH591685A5 - Top pan electromagnetic balance - uses load and compensating coils at opposite ends of supporting lever to give wide range

Info

Publication number: CH591685A5
Application number: CH405576A
Authority: CH
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1976-04-01
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1977-09-30
Also published as: DE7622747U1

Description

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagschalenträger.

Es lag die Aufgabe zugrunde, ohne Erhöhung der elektromagnetischen Kraflwirkung (Erhöhung des Stroms durch die Spule und/oder der Anzahl Spulenwindungen und/oder Verstärkung des Magnetfeldes) den Wägebereich zu vergrössern.

Dabei sollte gleichzeitig die Totlast weitgehend eliminiert und eine entsprechende Unempfindlichkeit gegenüber störenden Vibrationen erzielt werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Waagschalenträger und der Spule ein zweiarmiger Übersetzungshebel angeordnet ist, der mittels Zug Biegelagern sowohl am Waagschalenträger (Lastlager) als auch an einer ortsfesten Konsole (Hauptlager) montiert ist, wobei die Spule als Gegengewicht am freien Ende des Übersetzungshebels angeordnet ist. Diese Lösung bietet noch einen weiteren Vorteil: Durch die starre Anordnung der Spule am Hebel (eine Parallelführung der Spule entfällt) braucht die Spule nur einseitig in den Ringspalt des Permanentmagnetsystems einzutauchen, eine durchgehende Bohrung durch das Permanentmagnetsystem kann entfallen, was neben verringertem Bearbeitungsaufwand einen bei gleichen Dimensionen kräftigeren Magneten bedeutet.

Häufig wird aus einem Waagengrundtyp eine oder mehrere Folgetypen abgeleitet, beispielsweise mit verschieden grossen Wägebereichen und/oder verschieden hoher Auflösung. Um in einem solchen Fall die Anzahl der notwendigen verschiedenen Bauteile zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein den Übersetzungshebel koppelndes Biegelager über wenigstens ein versetzbares Distanzstück befestigt ist, derart, dass durch ein Versetzen des Distanzstückes eine Änderung der Übersetzung erzielbar ist. Mit denselben Elementen können so verschiedene Übersetzungen verwirklicht werden.

Vorzugsweise ist das Permanentmagnetsystem zwischen einer Grund- und einer Deck platte eingeklemmt, wobei der untere Parallellenker an der Grundplatte und der obere Parallellenker sowie das Hauptlager des Übersetzungshebels an der Deck platte befestigt sind. Diese Ausführungsform ist ausserordentlich steif und wenig empfindlich gegen Eckenlast (exzentrische Belastung der Waage). Ausserdem erlaubt sie aufgrund des Prinzips der gselbsttarierendeni > Anordnung mit einem zweiarmigen Hebel, bei der der Waagschalenträger ausserhalb des Bereichs von Grund- und Deckplatte angeordnet ist, eine besonders kompakte Gestaltung.

Anhand der Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar
Fig. 1 einen Längsschnitt, und
Fig. 2 eine Draufsicht, des Ausführungsbeispiels. Bei der Darstellung wurde nur die eigentliche Wägezelle berücksichtigt, konventionelle Details ohne direkten Bezug zum Erfindungsgegenstand wurden weitgehend weggelassen (beispielsweise Gehäuse, Waagschale, praktisch der gesamte elektrische Teil der Waage).

Kernstück der Waage ist ein topfartig ausgebildetes Permanentmagnetsystem 100, umfassend einen Kern 102, einen zylindrischen Mantel 104, eine Grundplatte 106 und eine Deckplatte 108. In einen ringförmigen Luftspalt 110 in der Deckplatte 108 taucht eine auf einen Kunststoffträger 112 aufgewickelte Kompensationsspule 114. Der Spulenträger 112 ist nahe dem einen Ende eines zweiarmigen Hebels 116 mit diesem verschraubt. Das Hauptlager des Hebels 116 wird von zwei Biegelagern 118 gebildet, die symmetrisch zu dessen Längsachse einerseits an zwei Auslegern 120 der Deckplatte 108 und andererseits an zwei seitlichen Verlängerungen 122 des Hebels 116 befestigt sind. Das Aussenlager wird von einem Biegelager 124 gebildet, das oben am anderen Ende des Hebels 116 und unten an einem Vorsprung 126 eines Waagschalenträgers 128 montiert ist.

Die beschriebene Anordnung der Biegelager 118, 124 führt dazu, dass diese im Gleichgewichtszustand nur auf Zug beansprucht sind. Sie können dementsprechend einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen, so dass sie gegen Biegung nur ein kleines Rückstellmoment (kleine Federkonstante) aufweisen (während des Einschwingens der Waage, also ausserhalb des Gleichgewichtszustans, tritt ja eine Beanspruchung der Lager 118,124 auf Biegung auf).

Zwischen dem Biegelager 124 und dem Vorsprung 126 ist ein Distanzstück 130 eingesetzt. Dieses Distanzstück (es könnten auch mehrere sein) kann wahlweise auch zwischen das Biegelager 124 und den Hebel 116 geschoben werden. Damit wäre, ohne dass irgendwelche Teile anders ausgebildet sein müssten, eine andere Übersetzung vom Waagschalenträger 128 zur Spule 114 wählbar. Grundsätzlich können solche Distanzstücke auch - alternativ oder aber zusätzlich - am Biegelager 118 vorgesehen sein.

Der Waagschalenträger 128, der an seinem oberen Ende über einen Stift 132 zur Aufnahme einer Waagschale verfügt, ist mittels je zweier gleich ausgebildeter oberer und unterer Lenker 134 parallel geführt. Je zwei der Lenker 134 bilden ein gleichschenkliges Dreieck, dessen Spitze beim Waagschalenträger 128 liegt und dessen Grundlinie rechts in Fig. 2 erkennbar ist. Die Lenker 134 sind, in zwei Ebenen unmittelbar übereinander, paarweise mit den Enden des Waagschalenträgers
128, bzw. über Säulen 136, 136' und entsprechende Zwischenscheiben 138 einzeln mit der Deckplatte 108 (oben) resp. der Grundplatte 106 (unten), verschraubt (Muttern 140). Dabei geschieht das Anschrauben über Leisten 142 in der Grundlinie des Dreiecks, damit das Anzugsmoment nicht direkt auf die Lenker 134 übertragen wird, was zu Verspannungen führen könnte.

Die Lenker 134 weisen Soll-Biegestellen auf, die durch Ausnehmungen 144 und eingeprägte Kerben 146 gebildet wenden. Dadurch sind die Lagerabstände genau festgelegt.

Die erfindungsgemässe Wägezelle verfügt über einen sehr gedrungenen Aufbau. Gleichzeitig ist die Empfindlichkeit gegenüber Eckenlast auf ein Minimum herabgesetzt, da sowohl der Hebel 116 als auch die Lenker 134 unmittelbar oder doch sehr nahe an den sehr kräftig ausgebildeten Platten 106 und 108 angebracht sind.

PATENTANSPRUCH

Oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagschalenträger, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Waagschalenträger (128) und der Spule ein zweiarmiger Übersetzungshebel (116) angeordnet ist, der mittels Zug-Biegelagern (118, 124) sowohl am Waagschalenträger (128) als auch an einer ortsfesten Konsole (120) montiert ist, wobei die Spule (112, 114) als Gegengewicht am freien Ende des Übersetzungshebels angeordnet ist.

UNTERANSPRÜCHE
1. Oberschalige Waage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Übersetzungshebel (116) koppelndes Biegelager (118, 124) über wenigstens ein

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagschalenträger.

Es lag die Aufgabe zugrunde, ohne Erhöhung der elektromagnetischen Kraflwirkung (Erhöhung des Stroms durch die Spule und/oder der Anzahl Spulenwindungen und/oder Verstärkung des Magnetfeldes) den Wägebereich zu vergrössern.

Dabei sollte gleichzeitig die Totlast weitgehend eliminiert und eine entsprechende Unempfindlichkeit gegenüber störenden Vibrationen erzielt werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Waagschalenträger und der Spule ein zweiarmiger Übersetzungshebel angeordnet ist, der mittels Zug Biegelagern sowohl am Waagschalenträger (Lastlager) als auch an einer ortsfesten Konsole (Hauptlager) montiert ist, wobei die Spule als Gegengewicht am freien Ende des Übersetzungshebels angeordnet ist. Diese Lösung bietet noch einen weiteren Vorteil: Durch die starre Anordnung der Spule am Hebel (eine Parallelführung der Spule entfällt) braucht die Spule nur einseitig in den Ringspalt des Permanentmagnetsystems einzutauchen, eine durchgehende Bohrung durch das Permanentmagnetsystem kann entfallen, was neben verringertem Bearbeitungsaufwand einen bei gleichen Dimensionen kräftigeren Magneten bedeutet.

Häufig wird aus einem Waagengrundtyp eine oder mehrere Folgetypen abgeleitet, beispielsweise mit verschieden grossen Wägebereichen und/oder verschieden hoher Auflösung. Um in einem solchen Fall die Anzahl der notwendigen verschiedenen Bauteile zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn wenigstens ein den Übersetzungshebel koppelndes Biegelager über wenigstens ein versetzbares Distanzstück befestigt ist, derart, dass durch ein Versetzen des Distanzstückes eine Änderung der Übersetzung erzielbar ist. Mit denselben Elementen können so verschiedene Übersetzungen verwirklicht werden.

Vorzugsweise ist das Permanentmagnetsystem zwischen einer Grund- und einer Deck platte eingeklemmt, wobei der untere Parallellenker an der Grundplatte und der obere Parallellenker sowie das Hauptlager des Übersetzungshebels an der Deck platte befestigt sind. Diese Ausführungsform ist ausserordentlich steif und wenig empfindlich gegen Eckenlast (exzentrische Belastung der Waage). Ausserdem erlaubt sie aufgrund des Prinzips der gselbsttarierendeni > Anordnung mit einem zweiarmigen Hebel, bei der der Waagschalenträger ausserhalb des Bereichs von Grund- und Deckplatte angeordnet ist, eine besonders kompakte Gestaltung.

Anhand der Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar Fig. 1 einen Längsschnitt, und Fig. 2 eine Draufsicht, des Ausführungsbeispiels. Bei der Darstellung wurde nur die eigentliche Wägezelle berücksichtigt, konventionelle Details ohne direkten Bezug zum Erfindungsgegenstand wurden weitgehend weggelassen (beispielsweise Gehäuse, Waagschale, praktisch der gesamte elektrische Teil der Waage).

Kernstück der Waage ist ein topfartig ausgebildetes Permanentmagnetsystem 100, umfassend einen Kern 102, einen zylindrischen Mantel 104, eine Grundplatte 106 und eine Deckplatte 108. In einen ringförmigen Luftspalt 110 in der Deckplatte 108 taucht eine auf einen Kunststoffträger 112 aufgewickelte Kompensationsspule 114. Der Spulenträger 112 ist nahe dem einen Ende eines zweiarmigen Hebels 116 mit diesem verschraubt. Das Hauptlager des Hebels 116 wird von zwei Biegelagern 118 gebildet, die symmetrisch zu dessen Längsachse einerseits an zwei Auslegern 120 der Deckplatte 108 und andererseits an zwei seitlichen Verlängerungen 122 des Hebels 116 befestigt sind. Das Aussenlager wird von einem Biegelager 124 gebildet, das oben am anderen Ende des Hebels 116 und unten an einem Vorsprung 126 eines Waagschalenträgers 128 montiert ist.

Die beschriebene Anordnung der Biegelager 118, 124 führt dazu, dass diese im Gleichgewichtszustand nur auf Zug beansprucht sind. Sie können dementsprechend einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen, so dass sie gegen Biegung nur ein kleines Rückstellmoment (kleine Federkonstante) aufweisen (während des Einschwingens der Waage, also ausserhalb des Gleichgewichtszustans, tritt ja eine Beanspruchung der Lager 118,124 auf Biegung auf).

Zwischen dem Biegelager 124 und dem Vorsprung 126 ist ein Distanzstück 130 eingesetzt. Dieses Distanzstück (es könnten auch mehrere sein) kann wahlweise auch zwischen das Biegelager 124 und den Hebel 116 geschoben werden. Damit wäre, ohne dass irgendwelche Teile anders ausgebildet sein müssten, eine andere Übersetzung vom Waagschalenträger 128 zur Spule 114 wählbar. Grundsätzlich können solche Distanzstücke auch - alternativ oder aber zusätzlich - am Biegelager 118 vorgesehen sein.

Der Waagschalenträger 128, der an seinem oberen Ende über einen Stift 132 zur Aufnahme einer Waagschale verfügt, ist mittels je zweier gleich ausgebildeter oberer und unterer Lenker 134 parallel geführt. Je zwei der Lenker 134 bilden ein gleichschenkliges Dreieck, dessen Spitze beim Waagschalenträger 128 liegt und dessen Grundlinie rechts in Fig. 2 erkennbar ist. Die Lenker 134 sind, in zwei Ebenen unmittelbar übereinander, paarweise mit den Enden des Waagschalenträgers 128, bzw. über Säulen 136, 136' und entsprechende Zwischenscheiben 138 einzeln mit der Deckplatte 108 (oben) resp. der Grundplatte 106 (unten), verschraubt (Muttern 140). Dabei geschieht das Anschrauben über Leisten 142 in der Grundlinie des Dreiecks, damit das Anzugsmoment nicht direkt auf die Lenker 134 übertragen wird, was zu Verspannungen führen könnte.

Die Lenker 134 weisen Soll-Biegestellen auf, die durch Ausnehmungen 144 und eingeprägte Kerben 146 gebildet wenden. Dadurch sind die Lagerabstände genau festgelegt.

Die erfindungsgemässe Wägezelle verfügt über einen sehr gedrungenen Aufbau. Gleichzeitig ist die Empfindlichkeit gegenüber Eckenlast auf ein Minimum herabgesetzt, da sowohl der Hebel 116 als auch die Lenker 134 unmittelbar oder doch sehr nahe an den sehr kräftig ausgebildeten Platten 106 und 108 angebracht sind.

PATENTANSPRUCH

Oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation, mit einer im Ringspalt eines Permanentmagnetsystems beweglich angeordneten stromdurchflossenen Spule, und mit einem parallelgeführten Waagschalenträger, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Waagschalenträger (128) und der Spule ein zweiarmiger Übersetzungshebel (116) angeordnet ist, der mittels Zug-Biegelagern (118, 124) sowohl am Waagschalenträger (128) als auch an einer ortsfesten Konsole (120) montiert ist, wobei die Spule (112, 114) als Gegengewicht am freien Ende des Übersetzungshebels angeordnet ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Oberschalige Waage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Übersetzungshebel (116) koppelndes Biegelager (118, 124) über wenigstens ein

versetzbares Distanzstück (130) befestigt ist, derart, dass durch ein Versetzen des Distanzstückes eine Änderung der Übersetzung erzielbar ist.

2. Oberschalige Waage nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetsystem zwischen einer Grund- (106) und einer Deckplatte (108) eingeklemmt ist, wobei der untere Parallellenker an der Grundplatte und der obere Parallellenker sowie das Konsolenlager (118) des Übersetzungshebels (116) an der Deckplatte aufgehängt sind.