DE8812196U1

DE8812196U1 - Systemträger für elektronische Präzisionswaagen

Info

Publication number: DE8812196U1
Application number: DE8812196U
Authority: DE
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1989-01-05

Description

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Die Erfindung betrifft einen Systemträger für elektronische Präzisionswaagen aus einem eihstückigeri Öußblock mit einer an Festpunkten fixierbaren oder Festpunkte bildenden Systembasis, integrierter Parallelführung mit Ober- und Ünterlenkern, welche Dünnstellen zwischen ihren Mittelabschnitten aufweisen, für einen relativ zur Systembasis unter Last Vertikal beweglichen Lastaufnehmer und in der Systembasis angeordnetem Aufnahmelager für Lastkompensationsmittel, wie er durch den Stand der Technik nach DE-OS 34 22 072 bekannt ist. Systemträger dieser Art sind Bestandteil von Präzisionswaagen, die nach deia Meßprin-zipj, der elektromagnetischen Kraftkompensation (DE-OS 34 22 dfä oder Dehnungsmeßstreifen (US-PS 4,505,345) oder schwingender Saite (US-PS 4,678,050) arbeiten. Systemträger für derartige Präzisionswaagen sind aus der DE-OS 34 22 042 sowohl als einstückiges Frästeil als auch als einstückiges Güßteil bekannt. Die darin beschriebene Konstruktion ist insofern verbesserungswürdig, als der bekannte Systemträger als Gußblock zu schwergewichtig und aufwendig und infolge seiner Materialanhäufung an verschiedenen Stellen bezüglich seines Temperaturverhaltens zu inhomogen ist und gerade für Präzisionswaagen mit hoher Auflösung Probleme mit sich bringt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Systemträger für hochauflösende elektronische Präzisionswaagen der eingangs genannten Art in Form eines Gußblockes gewichtsmäSig zu reduzieren ohne dabei seine Verwindungssteifigkeit gegen außermittig am Lastaufnehmer angreifende Kräfte und ohne die Widerstandsfähigkeit gegen Schub und sonstige Kräfte zu verschlechtern. Gleichzeitig soll auch durch die gewichtsmäßige Reduzierung und eine günstige Formgebung ö«^ thermische Verhalten des Systemträgers verbessert werden.

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Diesa Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Haupt- | anspruch angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteil- | hafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen unter | Schutz gestellt. Durch die Auflösung des Gußblockes aus jj Aluminiumdruckguß in eine verrippte, durch Durchbrechungen, Mulden, Taschen oder Sacklöcher gebildete Struktur wird * einerseits eine Gewichtsreduktion erzielt, gleichzeitig aber die Steifigkeit gegen Kräfte aus verschiedenen Richtungen erhalten und eine Materialanhäufung an verschiedenen Stellen vermieden.

Der Erfindungsgedanke ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht gemäß Pfeil V in Fig. 2 auf den

Systemträger, teilweise im Horizontalschnitt, ohne

Lastkompensationsmittel,

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Pfeil VI in Fig. 1, Fig. 3 eine Frontansicht des Systemträgers gemäß Pfeil VII in Fig. 1, teilweise im Vertikalschnitt und Fig. 4 eine Untersicht unter den Systemträger teilweise

im Horizontalschnitt.

Der Systemträger 1 besteht aus einem einstückigen AIuminiumgußteil mit einem mittleren Bereich 15 und hinteren Bereich 18 als Systembasis, welche mit unterseitigen Basisbefestigungen 24 an Festpunkten eines umgebenden Gehäuses oder einer Montageplatte festlegbar ist. Der rückwärtige Bereich 18 der Systembasis ist über zwei obere Lenkerarme 4 und zwei untere Lenkerarme 5 über Dünnstellen 7 mit dem im vorderen Bereich liegenden Lastaufnehmer 2 verbunden, so daß eins übliche Lenkerparallelführung für den Lastaufnehmer 2 entsteht. Der Lastaufnehmer 2 weist weiterhin eine Anschraubfläche 9 zur Befestigung eines nicht dargestellten Koppelelementes zur gelenkigen Ver-

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bindung zwischen Lastaufnehmer 2 und einem nicht dargestellten Übersetzungshebel auf. Im rückwärtigen Bereich 18 des Systemträgers 1 ist eine Lagerstelle 6 in Form einer zylindrischen Durchbrechung bzw. einer zylindrischen Vertiefung zur Aufnahme eines (nicht gezeichneten) topfförmigen Permanentmagneten der elektromagnetischen Kraftkompensation eingelassen. Weitere Anschraubflächen 8 zum Anschrauben der Federlagerung des (nicht gezeichneten) Übersetzungshebels sind ebenfalls im Gußteil angeformt und müssen gegebenenfalls noch durch spanabhebende Bearbeitung für die Montage vorbereitet werden.

Der Systemträger 1 ist im wesentlichen symmetrisch aufgebaut in bezug auf die Draufsicht und hat eine Längsachse SA, welche gleichzeitig die Symmetrieachse ist, eine Querachse QA, welche bei dieser Ausführungsform durch den Mittelpunkt des zylindrischen Aufnahmelagers 6 verläuft und eine Hochachse HA, die ebenfalls durch den Mittelpunkt des Aufnahmelagers 6 verläuft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Systemträger 1 im wesentlichen die Form eines symmetrischen Trapezes, bei dem der Lastaufnehmer 2 die kürzere Trapezseite bildet und die lange, parallel dazu verlaufende Trapezseite durch den rückwärtigen Teil 18 des Systemträgers gebildet ist. Beide Teile 2,18 sind durch schräg verlaufende Ober- und Unterlenker 4,5 und Dünnstellen 7 verbunden.

Die vertikal nach oben und unten abstehende Verrippung 16 der Systembasis 15,18 ist durch um den Mittelpunkt bzw. die Hochachse HA des zylindrischen Aufnahmelagers 6 durch Rrdialstege und Tangentialstege gebildet. Das ebenfalls etwa trapezförmig ausgebildete Basisteil 15 ist von den beiden oberen und unteren Lenkern 4,5 und den Dünnstellen 7 durch eine sehneisenförmige Rinne 27 getrennt,

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die sich jedoch in der Seitenansicht ebenfalls als öffnung 27' (Fig. 2) zeigt. Die auf der Oberseite und auf der Unterseite in Richtung der öffnungen lö',27 verlaufenden Rippen 16 konvergieren in ihrem Querschnitt in Richtung der öffnungen und die Hohlräume 16',6,27 divergieren in Richtung ihrer öffnungen und verlaufen in Richtung von Parallelen P zur Hochachse VIA. Die etwa horizontalen Wände der Öffnungen bilden dabei.scheibsnartige Versteifungen in horizontaler Richtung.

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Der zu einer System-Querachse QA etwa parallel und durch die Ober- und Unterlenker 4,5 und Dünnstellen 7 der Parallelführung im parallelen Abstand gehaltene Lastaufnehmer 2 und der der Systembasis 18,15 zugeordnete hintere Bereich 18 des Gußblockes ist als Kastenprofil ausgebildet mit beiderseits einer als Symmetrieachse anzusehenden Längsachse SA sich nach außen öffnenden und divergierenden Hohlräumen 1/,18'. Mehrere im Basisteil 15,18 angeformte Zapfen 31 dienen zur Befestigung eines das Magnetsystem und bedarfsweise auch die Parallelführung abdeckendes Abschirmblech bzw. die Zapfen 31 dienen als Kabelhalter für elektrische Leitungen.

Die im vertikalen Abstand angeordneten Ober- und Unterlenker 4,5 haben im verstärkten mittleren Bereich im Anschluß an die beiderseitigen Dünnstellen 7 Verrippungen 19 und nach außen offene Taschen 19', wobei die Rippen 19 beiderseits der Systemlängsachse SA in Richtung der System-Querachse QA oder Parallelen P dazu ausgerichtet sind und bei der die Rippen 19 in ihrem Querschnitt in bezug auf

Parallelen P oder System-Querachs« QA in Öffnungsrichtung konvergieren, währenddessen die Taschen 19· in Richtung der Taschenöffnungen divergieren. Das Kastenprofil des Last-

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aufnehmers 2 weist in der vertikalen Ebene Fortsätze 10'' (Fig. 3) auf, die in Richtung der Systemlängsachse SA an zum Basisteil 15,18 abgewandten Seite öffnende konvergierende Verrippungen 25,26 und divergierende öffnungen 25',26· aufweisen und in Fig. 1 und 3 sichtbar sind.

In ähnlicher Weise sind gemäß Fig. 4 die seitlichen Begrenzungen des Hittelteiles 15 der Systembasis mit Rippen 22 und Taschen 22' versehen. Der mittlere Teil 10 des Lastaufnehmers 2 weist parallel zur System-Querachse QA verlaufende Fortsätze 10· auf, die diesen mindestens auf die Breite des rückwärtigen Basisteiles 18 verbreitern. Die Fortsätze 10' sind ebenfalls als Kastenprofil ausgebildet, wobei die Taschen 17 zur Öffnung hin divergieren und an ihren Stirnflächen Anschraublöcher 11 für Schrauben 13 bzw. Befestigungslager für Querstege 12 aufweisen, mit denen der Lastaufnehmer 2 mittels zusätzlicher Stangen 28 zu einem Lastaufnahmerahmen 12,28 komplettiert werden kann, wie es in Fig. 1 angedeutet ist. Dies© Querstege 12 sind ebenfalls als Aluminiumdruckgußteil mit Verrippungen ausgebildet und haben an ihren Enden Befestigungslager 14 zur Aufnahme einer rechteckigen Lastschale.

Der gesamte Systvjsmträger 1 ist mittels Verrippungen und Taschen und Durchbrechungen filigranartig zur Bildung dünner Wandstärken und zur Reduzierung von Katerialanhäufungen strukturiert und kann damit einerseits große Lasten in das Meßsystem einleiten und hat aufgrund der Materialhomogenität und aufgrund der gleichmäßigen Wandstärken ein gutes thermisches Verhalten, was besonders bei hochauflösenden Präzisionswaagen von Vorteil ist.

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Zürn Schütz der empfindlichen Parallelführung gegen schädliehe Kräfte bei» Entformen -, Transport und Bearbeitung des Gußblockes, sind zwischen den in fertigen Systemträger relativ zueinander beweglichen Teilen der Parallelführung und der Systembasis 15,18 auftrennbare Gußbrücken 20,21 angeordnet, die nach ihrer Entfernung als Beärbeitühgsflachen 20',21* am Güßblock sichtbar sind. Die zwischen Lastaufnehmer 2 und Systemträger 15,18 gebildete Bearbeitungsfläche 21' aus der Gußbrücke 21 dient dabei als Befestigungslager für ein Koppelelement zwischen Last" aufnehmer 2 und den mechanischen Teilen der Lastkompensationsmittel wie Übersetzungshebel und Spule.

Die Feinbearbeitung des Systemträgers in Form eines einstückigen Gußblockes ist auf gang, wenige Befestigungspunkte für Zusatzelemente bei 8 und 9 und gegebenenfalls an den Dünnstellen 7 beschränkt.

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Claims

Sartorius GmbH Akte SW 8716-IP-GM

Weender Landstraße 94-108 Kö/ek

D-3400 Göttingen

Systemträger für elektronische Prazisxonswaagen

Ansprüche:

1. Systemträger für elektronische Präzisionswaagen aus einem einstückigen Gußblock mit einer an Festpunkten fixierbaren oder Festpunkte bildenden Systeiabasis, integrierter Parallelführung mit Ober- und unter lenkern, welche Dünnstellen zwischen ihren Mittelabschnitten aufweisen, für einen relativ zur Systembasis unter Last vertikal beweglichen Lastaufnehmer und in der Systembasis angeordnetem Aufnahmelager für Lastkompensationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußblock aus Aluminiumdruckguß gebildet ist und die Systembasis (15,18) bezogen auf in dieser verlaufenden horizontalen Ebenen nach oben und unten in Rippen (16) und nach oben und/oder unten offene Hohlräume (16· ,6,27) aufgegliedert ist, wobei die Rippen (16) in ihrem Querschnitt in Richtung der zugeordneten Hohlraumöffnung konvergieren und aus der horizontalen Ebene in Richtung einer System-

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jj Hochachse (HA) oder Parallelen (P) dazu ausgerichtet

\ sind,

- der zu einer System-Querachse (QA) etwa parallel und durch die Ober- und Unterlenker (4,5) der Parallel- \ 5 führung im parallelen Abstand gehaltene Lastaufnehmer &idigr; (2) und der der Systembasis (15,18) zugeordnete hintere

\ Bereich (18) des Gußblockes als Kastenprofil mit

beiderseits einer als Symmetrieachse anzusehenden Längsachse (SA) sich nach außen öffnenden und divergierenden Kohlräumen (17,18·) ausgebildet i&^,

- und die im vertikalen Freiraum zwischen Ober- und Unterlenker (4,5) liegenden Teile der Systembasis (15, 18) und bedarfsweise die im vertikalen Abstand angeordneten Ober- und Unterlenker (4,5) durch Verrippung (19,22) und Hohlräume (19',22·) aufgegliedert sind, wobei die Rippen (19,22) beiderseits der Systemlängsachse (SA) in Richtung der System-Querachse (QA) oder Parallelen (P) dazu ausgerichtet sind und die Rippenquerschnitte in bezug auf Parallelen (P) oder System-Querachse (QA) in Öffnungsrichtung konvergieren.

2. Systemtrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _r daß die öffnungen (16' ,17,18' ,22· ,25*· ,26· ,27) Mulden, Taschen oder Sacklöcher und die quer zu den Verrippungen (16,19,22,25,26) verlaufenden Böden der öffnungen Profilversteifungen bilden.

3. Systemträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kastenprofil des Lastaufnehmers (2) in der vertikalan Ebene Portsätze (10^r<) aufweist, die in Richtung der Systemlängsachse (SA) an der zum Basisteil (15,18) abgewandten Seite sich öffnende, Am Querschnitt konvergierende Verrippungan (25,26) und divergierende öffnungen (25',26') aufweisen.

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4&iacgr; systemträger nach Anspruch 1 bis 3, dädUrch-qekenn^ zeichnet, daß die Rippen (19) Und öffnungen (19') in den Ober- und Unterlenkern (4^S) im Raum zwischen den integrierten und in den Lastaufnehmer (2) und in das rückwärtige Ende (18) der Systembasis (15,18) übergehenden Dünnstellen (7) angeordnet sind.

5. Systemträger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußblock im wesentlichen rechteckförmige Umrißform aufweist, wobei ein Aufnahmelager (6) füif ein Lastkompensationsmittel im rückwärtigen Bereich der Systembasis (15,18) in der Sysytemlängsachse (SA) angeordnet ist.

6« Systemträger nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn*· zeichnet, daß das Aufnahmelager (6) zylindrisch zur Aufnahme eines Topfmagneten ausgebildet ist.

7. Systemträger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal nach oben und/oder unten abstehende Verrippung (16) der Systembasis (15,18) durch um den Mittelpunkt des zylindrischen Aufnahmelagers (6) durch Radialstege und/oder Tangentialstege gebildet ist.

8. Systemträger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußblock in der horizontalen Draufsicht beträchtet im wesentlichen die Form eines symmetrischen Trapezes hat, bei dem der Lastaufnehmer (2) die kürzere Trapezseite bildet und die lange, parallel dazu verlaufende Trapezseite durch «en rückwärtigen Teil (18) des Systsiaträgers (1) gebildet ist und beide Teile (2,18) durch die schräg verlaufenden Ober- und Unterlenker (4,5) mit Dünnstallen (7) verbunden sind.

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9* Systemträger nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet f daß der Lastaufhehmer (2) parallel zur Systeiü-Qüerächöe (QA) verlaufende Fortsätze (10') aufweist und diesen mindestens auf die Breite des rückwärtigen Basisteiles (18) verbreitern.

10« Systemträger nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet« daß sich der im Bereich der Ober- und Unterlenker befindliche Teil (15/ aer Systembasis (±5,IbJ seitlich in den von Ober- und Unterlenker (4,5) gebildeten vertikalen Freiraum bis etwa an die äußeren seitlichen Begrenzungen der Ober- und Unterlenker (4,5) erstreckt.

H₄ Systemträger nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,, daß die Fortsätze (10·) Befestigungslager

(11) für zu einem Lastaufnahmerahmen (12,28) komplettierte Querstege (12) aufweisen, wobei die Querstege

(12) die eigentliche Lastschale abstützen. 20

12* Systemträger nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Querstege (12) als Gußteile aus

ippung ausgebildet &egr;&iacgr;&pgr;&agr;.

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13. Systemträger nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet . daß der Gußblock zwischen den Lenkern (4,5) und der Systembasis (15,18) auftrennbare Gußbrücken (20) aufweist.

14. Systemträger nach Anspruch 1 bis 11, dadurch-aekenn» zeichnet, daß der Gußblock zwischen dem Lastaufnehmer (2) und der Systembasis (15,18) auftrennbare Gußbrücken (21) aufweist.

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Systemträger nach Ansprudh 1 bis Ii, dadurch gekennzeichnet, daß der Systeiaträger (l) zwischen den Lenkern (4,5) und der Systembasis (15,18) und zwischen dem Lastaüfnehmer (2) und der Systembasis (15,18) aüö entfernten Öüßbrücken (20,21) stammende Bearbeitungsflächen aufweist und die Bearbeitungsfläche zwischen dem Lastaufnehmer (2) und der Systembasis (15,18) als Befestigungsfläche (9) für die Lagerung eines Koppelelementes ausgebildet ist. welches den La stau fnehmer (2) mit den in der Systembasis (15) gelagerten Last-Kömpensationsmittel mechanisch verbindet.

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