DE8123284U1

DE8123284U1 - UPPER-SHELL SCALE WITH ELECTROMAGNETIC LOAD COMPENSATION

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Publication number: DE8123284U1
Application number: DE19818123284
Authority: DE
Original assignee: METTLER INSTRUMENTE AG 8606 GREIFENSEE CH
Current assignee: METTLER INSTRUMENTE AG 8606 GREIFENSEE CH
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1981-12-03
Also published as: CH649631A5

Description

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Dipl.-ing. ν. Wengersky

Rosental 7, 8000 München 2
Tel, 2 50 39 89Rosental 7, 8000 Munich 2
Tel, 2 50 39 89

7. August 19817th August 1981

■Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz) ■ Mettler Instrumente AG, Greifensee (Switzerland)

Oberschalige Waage mit elektromagnetischem Lastausgleich Upper pan scales with electromagnetic load balancing

Die Erfindung betrifft eine oberschalige Waage mit elektromagnetischem Lastausgleich, umfassend einen parallelgeführten, eine Waagschale tragenden Lastaufnehmer; eine am Lastaufnehmer befestigte, in den Luftspalt eines ortsfesten Permanentmagnetsystems tauchende Kompensationsspule; einen am Lastaufnehmer befestigten Lagesensor, dessen Signale den Spulenstrom steuern; sowie eine Auswerte- und Anzeigeeinrichtung für das Gewicht der Last. Eine solche Waage ist beispielsweise aus der schweizerisehen Patentschrift 593 481 bekannt.The invention relates to an upper pan balance with electromagnetic Load balancing, comprising a parallel-guided load receiver carrying a weighing pan; one Compensation coil attached to the load receiver and immersed in the air gap of a stationary permanent magnet system; a position sensor attached to the load receptor, whose signals control the coil current; as well as an evaluation and display device for the weight of the load. Such a balance is known, for example, from Swiss patent specification 593 481.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Waage der genannten Art insbesondere für kleinere Lastbereiche so weiterzubilden, dass sich eine besonders kompakte Anordnung ergibt, welche gleichzeitig eine geringe Entpfindlichkeit gegenüber TemperaturSchwankungen aufweist.The object of the present invention was to provide a scale of the type mentioned, in particular for smaller load ranges to be further developed in such a way that a particularly compact arrangement results, which at the same time has a low sensitivity to temperature fluctuations.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die als Flachspule ausgebildete, vertikal angeordnete Kompensationsspule wenigstens angenähert in einerAccording to the invention, this object is achieved by that the vertically arranged compensation coil, designed as a flat coil, is at least approximately in one

i durch ihre Mitte gehenden Horizontalebene am Lastaufneh- f i through its center horizontal plane at the load receptacle f

mer befestigt ist. Damit ist die bei Temperaturschwankun- | gen sich ergebende Auswanderung der Spulenenden gegenüber S einer einseitigen (oberen oder unteren) Halterung der \ mer is attached. This is the case with temperature fluctuations- | gen resulting migration of the coil ends compared to S a one-sided (upper or lower) holder of the \

Spule halbiert, mit entsprechend kleineren möglichen Aenderungen der magnetischen Durchflutung der Spulenbereiche. Durch die Verwendung einer Flachspule als solcher ist der Raumbedarf wesentlich geringer als bei den bisher regelmässig angewendeten Topfsystemen (mit rotationssymmetrischem Permanentmagnetsystem und Ringspule). Ein weiterer Vorteil des hier verwendeten Permanentmagnetsystems besteht darin, dass es gegen magnetische Wechselwirkungen mit der Umgebung durch seinen kastenartigen Aufbau bereits weitgehend abgeschirmt ist, entgegen den konventionellen, meist einseitig (unten oder oben) offenen Topfmagnetsystemen.Coil halved, with correspondingly smaller possible changes in the magnetic flow of the coil areas. By using a flat coil as such, the space requirement is significantly lower than with the previous ones Regularly used pot systems (with rotationally symmetrical permanent magnet system and ring coil). A Another advantage of the permanent magnet system used here is that it protects against magnetic interactions with the environment is already largely shielded by its box-like structure, contrary to the conventional pot magnet systems, mostly open on one side (bottom or top).

Vorzugsweise halbiert die genannte Horizontalebene den Vertikalabstand zwischen den Lenkern der Parallelführung, wenigstens angenähert. Dies bewirkt eine weitere Verbesserung des Temperaturverhaltens, da sich dann auch bei Temperaturschwankungen, welche eine Längenänderung des Lastaufnehmers zur Folge haben, die Lage der Spule praktisch nicht ändert, insbesondere dann nicht, wenn der Lagesensor in bekannter Weise ebenfalls in oder nahe der genannten Horizontalebene angeordnet ist.Preferably, said horizontal plane halves the vertical distance between the links of the parallel guide, at least approximately. This causes a further improvement in the temperature behavior, since then also with Temperature fluctuations, which result in a change in length of the load receiver, change the position of the coil in practice does not change, especially not if the position sensor is also in or near the in a known manner called horizontal plane is arranged.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der nicht massstäblichen Zeichnung erläutert, wobei die Zeichnung einen Längsschnitt durch die hier wesentlichen Teile der Waage darstellt.An exemplary embodiment is explained below with reference to the drawing, which is not to scale, the drawing represents a longitudinal section through the essential parts of the balance here.

Im Unterteil 10 des im übrigen nicht weiter dargestellten Waagengehäuses ist über Füsse 12 eine Konsole 14 fixiert.In the lower part 10 of the balance housing, which is otherwise not shown, a bracket 14 is fixed via feet 12.

Eine Parallelführung umfasst einen oberen und einen unteren Lenker 16, die beide im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind. Die beiden ortsfesten Enden jedes Lenkers 16 sind über je ein aufgeklebtes Biegelager 18 an der Konsole fixiert (links im Bild, Schrauben 20). Am Fusse des V sind die Lenker 16 über je ein ebenfalls aufgeklebtes Biegelager 18 mit einem Lastaufnehmer 22 verbunden: Am unteren Ende mittels einer Schraube 20, am oberen Ende mittels einer Spezialschraube 24 mit einem Konus 26 zur Aufnahme der Waagschale (nicht gezeichnet).A parallel guide comprises an upper and a lower link 16, both of which are essentially V-shaped are. The two stationary ends of each link 16 are each a glued-on flexible bearing 18 on the Console fixed (left in the picture, screws 20). At the foot of the V, the handlebars 16 are each also glued on Flexural bearing 18 connected to a load receiver 22: at the lower end by means of a screw 20, at the upper end by means of a special screw 24 with a cone 26 for receiving the weighing pan (not shown).

Der Lastaufnehmer 22 hat die Form eines einseitig offenen Kastens und ist, ebenso wie die Konsole 14, aus Leichtmetall. In seinem Innern ist mittig ein gabelförmiger Ansatz 28 angebracht. Dessen Gabelschlitz bildet zusammen mit einem fotoelektrischen Geber 30, der an der Konsole 14 befestigt ist, in bekannter Weise einen Lagesensor. Von der Aussenwand des Lastaufnehmers 22 erstrekken sich (im Bild nach rechts) auf gleicher Höhe mit der Gabel 28 zwei Vorsprünge 32, je einer vor und hinter der Bildebene. Auf diese VorSprünge 32 ist eine vertikal angeordnete Flachspule 34 geschraubt (Schrauben 36), wobei die Schrauben auf einem Durchmesser nahe der Mitte der im wesentlichen runden^Flachspule 34 liegen.The load receiver 22 has the shape of a box open on one side and, like the console 14, is made of Light metal. In its interior, a fork-shaped extension 28 is attached in the middle. Its fork slot forms together with a photoelectric encoder 30, which is attached to the console 14, a position sensor in a known manner. From the outer wall of the load receiver 22 extend (to the right in the picture) at the same height as the Fork 28 has two projections 32, one in front of and one behind the plane of the image. On these projections 32 is a vertically arranged Flat coil 34 screwed (screws 36), with the screws on a diameter near the center of the substantially round ^ flat coil 34 lie.

Die Flachspule 34 taucht mit Spiel in den Luftspalt eines Permanentmagnetsystems 38, das aus zwei symmetrisch aufgebauten Hälften besteht: Ein Weicheisenstreifen ist zu einem U-förmigen Joch 40 gebogen. An dessen Innenwand ist mittig ein Paar rechteckiger Dauermagnete 42 so eingeklebt, dass die beiden Magnete einander gegenüberliegen. Nahe den Enden des U-Jochs 40 (vor und hinter der Bildebene) ist ausserhalb des Bereichs der Dauermagnete 42 je eine lange Schraube 44 vorhanden, um das Joch 40 anThe flat coil 34 dips with play in the air gap of a permanent magnet system 38, which consists of two symmetrical constructed halves consists: A soft iron strip is bent to form a U-shaped yoke 40. On the inside wall a pair of rectangular permanent magnets 42 is glued in the middle so that the two magnets are opposite one another. Near the ends of the U-yoke 40 (in front of and behind the image plane) is outside the area of the permanent magnets 42 each have a long screw 44 to the yoke 40 on

- 4 zwei Vorsprüngen 46 der Konsole 14 zu fixieren.- 4 to fix two projections 46 of the bracket 14.

Das zweite U-Joch 40 ist in der gleichen Weise aufgebaut und an der Konsole 14 befestigt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Magnetfeldlinien im oberen und im unteren Joch 40 einander entgegengesetzt verlaufen, also z.B. oben von links nach rechts und unten von rechts nach links.The second U-yoke 40 is constructed in the same way and is fastened to the console 14. Here is the arrangement taken so that the magnetic field lines in the upper and lower yoke 40 run opposite each other, that is e.g. above from left to right and below from right to left.

Zum Ausgleich des Totgewichtes von Lastaufnehmer 2 2 und der Flach-Spule 34 ist ein zweiarmiger Hebel 47 vorgesehen. Dieser ι 10 ist über zwei seine Schwenkachse bildende, vor und hinter der Bildebene angeordnete Biegelager 48 an einem Vorsprung 50 der Konsole 14 angelenkt. Am einen Ende des Hiefee Is 47 ist, einstellbar mittels eines Gewindestiftes 52, ein Ausgleichsgewicht 54 angebracht.Das andere, eine Öffnung in der Wand des Lastaufnehmers 22 durchsetzende Ende des Hebels 47ist durch ein Biegekoppel 56 (Schrauben 58) mit dem Lastaufnehmer 2 2 nahe dessen unterem Ende verbunden.To compensate for the dead weight of load receiver 2 2 and flat coil 34, a two-armed lever 47 is provided. This ι 10 is about two of its pivot axis forming, arranged in front of and behind the plane of the image flexure bearings 48 on a projection 50 of the console 14 articulated. At one end of the Hiefee Is 47 is adjustable by means of a threaded pin 52, a balance weight 54 attached. The other, one The end of the lever 47 penetrating the opening in the wall of the load receiver 22 is secured by a flexible coupling 56 (screws 58) connected to the load receiver 2 2 near its lower end.

Ein Blick auf die Zeichnung läßt die hier wesentlichen Gesichtspunkte deutlich erkennen: Nicht nur der Lagesensor (28, 30) sondern auch die Ankopplung der Flachspule sind auf halber Höhe zwischen den beiden Lenkern 16 angesiedelt .A look at the drawing clearly shows the key aspects here: Not just the position sensor (28, 30) but also the coupling of the flat coil are located halfway between the two links 16 .

Es versteht sich, daß der mit der Erfindung angestrebte Effekt jedenfalls qualitativ auch dann erreicht wird, wenn die genannten Bedingungen nicht geometrisch exakt, sondern nur angenähert eingehalten werden, d.h. kleinere, z.B. konstruktiv bedingte Abweichungen von der angestrebten Mittellage fallen praktisch nicht ins Gewicht.It goes without saying that the effect aimed for by the invention is achieved in any case qualitatively, if the specified conditions are not met geometrically exactly, but only approximately, i.e. smaller ones, e.g. constructive conditional deviations from the desired central position are practically insignificant.

Die Arbeitsweise von Waagen mit elektromagnetischem Last-The functioning of scales with electromagnetic load

ausgleich ist bekannt, auf ihre Beschreibung und zeichnerische Darstellung konnte daher verzichtet werden, zumal dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung entbehrlich ist.compensation is known, it was therefore possible to dispense with its description and graphic representation, especially since this is unnecessary for an understanding of the present invention.

'ι'ι

Bezugszeichenaufstellung |List of reference symbols |

Gebrauchsmusteranmeldung & Utility model registration &

Mettler Instrumente AG, Greifensee (Schweiz) Oberschalige Waage mit elektromagnetischem'LastausgleichMettler Instrumente AG, Greifensee (Switzerland) Upper pan scales with electromagnetic load compensation

10 Unterteil10 lower part

12 Füße12 feet

14 Konsole14 console

18 Biegelager18 flexible bearings

2 0 Schraube2 0 screw

22 Lastaufnehmer22 load receptors

24 Spezialschraube24 special screw

26 Konus26 cone

28 Ansatz28 approach

30 Geber30 donors

32 Vorsprünge32 protrusions

34 Flachspule34 flat coil

36 Schraube36 screw

38 Permanentmagnetsystem38 Permanent magnet system

40 Joch40 yoke

4 2 Dauermagnete4 2 permanent magnets

4 4 Schraube4 4 screw

4 6 Vorsprünge4 6 protrusions

47 Hebel47 levers

48 Biegelager48 flexible bearings

5 0 Vorsprung5 0 lead

52 Gewindestift52 grub screw

54 Ausgleichsgericht54 Compensation Court

56 Biegekoppel56 flexible coupler

58 Schraube58 screw

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Claims

Protection claims:

1. Upper pan scales with electromagnetic load balancing, comprising

a parallel-guided load sensor carrying a weighing pan,

one attached to the load receiver and plunging into the air gap of a stationary permanent magnet system Compensation coil,

a position sensor attached to the load receiver, whose Signals control the coil current, as well

an evaluation and display device for the weight of the load,

characterized in that the compensation coil is designed as a vertically arranged flat coil (34) and at least is attached approximately in a horizontal plane passing through its center on the load receiver (22).

2. Scales according to claim 1, characterized in that said horizontal plane is the vertical distance between the links (16) of the parallel guide at least approximately halved.

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