DE2710788A1

DE2710788A1 - Parallelfuehrung fuer eine oberschalige waage

Info

Publication number: DE2710788A1
Application number: DE19772710788
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl Phys Dr Berg; Erich Knothe; Hans-Heinrich Koehne; Eberhard Dipl Phys Stadler
Original assignee: Sartorius Werke GmbH
Current assignee: Sartorius Werke GmbH
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1978-09-14
Also published as: US4153126A; CH624761A5; GB1599735A

Description

MÜLLER-BOPE · DKUFEL · SCHÖN · HERTEL PATE NTAN WiLTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWAUTVON I9Z7-I97S) DR. PAUL OEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. D1PL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

München, den I f Hl/Ma - S 2996

SARTORIUS-WERKE GmbH

(und vormals GÖttinger Präzisionswaagenfabrik GmbH) 3400 Göttingen

Parallelführung für eine oberschalige Waage

Die Erfindung betrifft eine mit einer Schale sowie einem Meßteil verbundene Parallelführung für eine oberschalige Waage mit zwei im wesentlichen gleichen, beweglichen Lenkern in zueinander parallelen Ebenen, die einerseits ortsfest gelagert und andererseits durch ein bewegliches, starres Verbindungsglied miteinander verbunden sind.

Es sind bereits Parallelführungen mit zwei verschiedenen Lenkern bekannt, wobei der eine der beiden Lenker im

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β MÜNCHEN 86 · SIEBEHTSTR. « · POSTFACH 800720 · EABKI.: MTTEBOPAT · TEL·. (089) 47*003 · TELEX Q-Sl283

allgemeinen schmaler ausgebildet ist und keine seitlichen Kräfte aufnehmen kann (US-PS 3 148 742, erwähnt in DT-GBM 7 115 570). Eine ähnliche Funktionsweise ergibt sich bei der Parallelführung nach der CH-PS 525 476, bei der oben zwei und unten ein Kreuzbandgelenk vorgesehen sind. Bei solchen unsymmetrischen Lenkern kann jedoch nur eine Lenkerform optimal in bezug auf die Aufnahme von Kräften in den verschiedenen Richtungen ausgelegt werden, während der zweite Lenker seine Funktion nur teilweise erfüllen kann. Dadurch leidet wiederum die Genauigkeit der Parallelführung. Außerdem müssen zwei verschiedene Teile hergestellt, gelagert und bei etwaigen Reparaturarbeiten mitgeführt werden, was aus Platz- und Kostengründen vermieden werden sollte.

Es sind deshalb Parallelführungen mit zwei identischen Lenkern entwickelt worden, wobei die Gelenkpunkte die Ecken eines Rechtecks bilden. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise für eine elektromagnetisch kompensierende, balkenlose Kraftmeß- oder Wägevorrichtung in der DT-AS 2 518 o22 vorgeschlagen worden. Bekannt sind solche Parallelführungen mit zwei identischen Lenkern ebenso aus der DT-OS 2 504 992 oder dem DT-GBM 7 115 57o. Dabei werden die Gelenke im allgemeinen durch dünne Blattfedern oder entsprechende Dünnstellen im Lenker gebildet.

Außerdem ist aus der US-PS 3 191 7o2 eine E-förmige Lenkergeometrie bekannt, bei der die Enden der beiden äußeren Zungen der Lenker ortsfest gelagert sind, während das bewegliche, starre Verbindungsglied an dem Ende der mittleren Zunge der Lenker angebracht ist. Dabei ist der ganze Lenker als Feder ausgebildet. Die beiden Lenker der Parallelführung sind wieder senkrecht übereinander angeordnet.

Dabei müssen die Lenker von oben bzw. unten an einen Sy-

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stemträger, also an ein zusätzliches Bauteil, angeschraubt werden, der dann erst wieder mit dem Gehäuse, insbesondere der Bodenwanne der Waage verbunden, beispielsweise verschraubt, werden kann. Zwar ist in der US-PS 3 191 7o2 die direkte Abstützung der Parallelführung an einem Teil des Gehäuses angedeutet; in diesem Fall sind jedoch die Befestigungsschrauben nur schlecht zugänglich; außerdem müssen wenig stabile, da vorspringende Anschraubpunkte verwendet werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Parallelführung für eine oberschalige Waage der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.

Insbesondere soll eine Parallelführung vorgeschlagen werden, die einfach montiert werden kann und nur aus wenigen unterschiedlichen Teilen besteht.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die beiden Lenker in ihren Ebenen senkrecht zu ihrer Drehachse gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Durch diese Ausgestaltung können also einmal zwei identische Lenker verwendet werden, so daß sich einmal eine äußerst genaue Parallelführung sowie eine Vereinfachung der Serienfertigung und der Vorrats- bzw. Ersatzteillagerung ergeben. Außerdem sind die Befestigungspunkte der beiden Lenker an dem ortsfesten Stützteil von der gleichen Seite her frei zugänglich, so daß sowohl die Fertigungsmontage als auch die Reparatur dieser Teile wesentlich vereinfacht werden. Und schließlich ergibt sich trotz dieser Vereinfachung eine äußerst kompakte Bauform.

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Zweckmäßigerweise werden die Lenker als Trapezlenker (gemäß DT-AS 2 518 o22) ausgebildet. Dann können die Befestigungsschrauben der Lenker in der unteren Ebene erreicht werden, ohne daß die oberen Lenker abgenommen werden müssen. Außerdem können neben Kräften auch Drehmomente von den Lenkern aufgenommen werden.

Eine weitere wesentliche Vereinfachung der Fertigungsmontage ergibt sich, wenn kein zusätzliches Befestigungsglied für die Lenker am ortsfesten Teil der Waage vorgesehen wird, sondern die ortsfeste Lagerung der Lenker durch einen Teil des Gehäuses gebildet wird. Dazu bietet sich besonders die Bodenplatte der Waage an.

In diesem Fall kann die ortsfeste Abstützung der beiden Lenker als Wand ausgeführt sein, die mit Schlitzen zur Höhenjustierung eines Lenkers, beispielsweise des oberen Lenkers, versehen ist; dadurch läßt sich der senkrechte Abstand zwischen den beiden Lenkern mit hoher Genauigkeit einstellen. Die Änderung der Breite der Schlitze und damit die Höhenjustierung kann mit Hilfe von Justierschrauben durchgeführt werden, wodurch äußerst geringe und damit exakte Änderungen der Schlitzbreite und damit der Höhe der Lenker möglich sind.

Zweckmäßigerweise sind am Ende der Schlitze Bohrungen vorgesehen, damit durch die bei der Änderung der Schlitzbreite auftretende Kerbwirkung keine Rißbildung hervorgerufen wird.

Parallel zu den ersten Schlitzen können zweite Schlitze vorgesehen sein, so daß Stege zwischen dem oberen Rand der Wand und dem zweiten Schlitz sowie zwischen den beiden Schlitzen entstehen. Diese Stege bilden eine

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Art Parallelführung, damit der Wandteil, an dem der Lenker befestigt ist, sich bei der Verstellung möglichst wenig dreht.

Obwohl eine solche Parallelführung bei verschiedenen Typen von oberschaligen Waagen eingesetzt werden kann, ist sie besonders für eine Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation geeignet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Parallelführung nach der Erfindung für eine oberschalige Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Parallelführung nach Fig. I, wobei nur die wesentlichen Teile dargestellt sind;

Fig. 3 eine Rückansicht des als ortsfeste Lagerung der beiden Lenker dienenden Gehäuseteils; und

Fig. 4 eine Rückansicht einer geänderten Ausführungsform dieses Gehäuseteils.

Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, weist eine mit einer Parallelführung nach der Erfindung versehene oberschalige Waage eine Magnetanordnung auf, die in Form eines Topfmagneten 5 ausgebildet ist. Der Topfmagnet 5 ist rotationssymmetrisch um seine Hauptlängsachse angeordnet.

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Der Topfmagnet 5 liegt auf Vorsprüngen 17 der Bodenwanne 16 des Waagengehäuses auf, ist also ortsfest in bezug auf die Waage gelagert.

Im Bereich seiner unteren Stirnfläche weist der Topfmagnet 5 einen ringförmigen Luftspalt 18 auf, in dem eine Arbeitsspule 4 beweglich angeordnet ist. Die Arbeitsspule 4 befindet sich auf einem Spulenkörper 2o, der mit einem Verbindungsglied 3 fest verbünden ist. Die sinngemäße Anordnung mit einem Luftspalt auf der oberen Stirnfläche des Topfmagneten ist ebenfalls möglich.

Das Verbindungsglied 3 ist als starrer Stab ausgebildet und erstreckt sich durch eine Bohrung 21 in dem Topfmagnet 5. Oberhalb bzw. unterhalb des Topfmagneten 5 verbreitert sich der Durchmesser des Verbindungsgliedes 3, so daß Anschläge 7 bzw. 8 zur Begrenzung des Weges des Verbindungsgliedes 3 nach oben bzw. nach unten entstehen.

Als Alternative zu der hier gezeigten Ausführungsform kann das Verbindungsglied auch C-förmig ausgebildet sein und den Topfmagneten 5 außen umschließen. In diesem Fall ist keine Bohrung durch den Topfmagneten 5 erforderlich. Eine solche Ausführungsform wird in der DT-AS 2 518 o22 beschrieben.

An dem oberen Ende des Verbindungsgliedes 3 ist eine Schale 22 angebracht, so daß sich das Verbindungsglied 3 bei einer Belastung der Schale 22 nach unten bewegen kann. Dies wird jedoch in bekannter Weise durch die elektromagnetische Kraftkompensation verhindert, indem durch die Arbeitsspule 4 ein Strom geschickt wird, der eine gleich große Gegenkraft erzeugt. Der durch die

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Arbeitsspule 4 fließende Strom ist dann ein Maß für die aufgelegte Masse.

Die Parallelführung des Verbindungsgliedes 3 erfolgt durch zwei Lenker 1 und 2, die in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. Der obere Lenker 1 ist ortsfest an einer einstückig mit der Bodenwanne 16 ausgebildeten Rückwand 6 des Waagengehäuses mittels Schrauben 9a angebracht, während sein anderes Ende an dem oben aus dem Topfmagneten 5 ragenden Anschlag 8 des Verbindungsgliedes 3 mittels Schrauben 9b befestigt ist, (vergleiche insbesondere Figur 2).

Der untere Lenker 2 ist ebenfalls ortsfest an der Gehäusewand 6 angebracht, und zwar an einem Absatz im übergang zwischen der Bodenwanne 16 und der Seitenwand 6, Das andere Ende des unteren Lenkers 2 ist an einem Vorsprung einer Platte 28 angebracht, die mit dem Spulenkörper 2o verbunden ist. Auch in diesem Fall erfolgt die Befestigung mit Hilfe von Schrauben 9a· bzw. 9b·.

Wie insbesondere Fig. 1 entnommen werden kann, beträgt die Länge der beiden Lenker 1 und 2 zwischen den schematisch durch die beiden Einschnitte angedeuteten Gelenken c, d.h., die beiden Lenker sind gleich lang. Der Abstand zwischen dem linken Gelenk des oberen Lenkers und der Mittelachse des Verbindungsgliedes 3 beträgt a, während der Abstand zwischen dem linken Gelenk des unteren Lenkers 2 und der Mittelachse des Verbindungsgliedes 3 b beträgt.

Der horizontale Abstand zwischen den beiden rechten Gelenken der beiden Lenker 1 und 2 beträgt ebenfalls a + b. Die beiden Lenker 1 und 2 sind also in ihren

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Ebenen senkrecht zu ihren durch die beiden Gelenke verlaufenden Drehachsen zueinander versetzt.

Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, sind die beiden Lenker 1 und 2 trapezförmig ausgebildet, so daß ihre Schenkel 24 bzw. 25, von oben gesehen, nebeneinander liegen. Die durch die Schrauben 9a* angedeuteten Befestigungspunkte der Schenkel 25 des unteren Lenkers 2 sind damit ebenso von oben zugänglich wie die entsprechenden Schrauben 9a des oberen Lenkers 1. Dasselbe gilt für dreieckförmig ausgebildete Lenker.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Befestigung der Lenker an der Gehäusewand 6 ist für den oberen Lenker 1 in den Fig. 3 und 4 dargestellt, diejsine Rückansicht der hinteren Gehäusewand 6 zeigen. Der obere Lenker 1 ist mittels der Schraube 9a an dem Eckpunkt der Gehäusewand 6 befestigt. In einem geringen Abstand zur oberen Kante der Gehäusewand 6 verläuft parallel zu dieser ein Schlitz 11, dessen linkes Ende offen ist, während seintechtes Ende durch eine Bohrung 12 gebildet wird. Eine neben der Schraube 9a angeordnete Justierschraube Io (vergleiche auch Fig. 2) erstreckt sich beispielsweise durch eine Bohrung in dem Steg 29 zwischen der oberen Kante der Gehäusewand 6 und dem Schlitz 11. Das untere Ende der Justierschrau be Io faßt in eine Gewindebohrung unterhalb der Fläche des Schlitzes 11. In einer anderen Ausgestaltung ist die Justierschraube 10 in einer Gewindebohrung in dem Steg 29 geführt, während ihr unteres Ende auf der unteren Fläche des Schlitzes 11 aufliegt.

Durch Drehen der Justierschraube 10 läßt sich die Breite des Schlitzes 11 ändern, indem der Steg 29

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von der unteren Fläche des Schlitzes 11 weggedrückt oder zu ihr angezogen wird. Auf diese Weise kann eine Höhenjustierung des oberen Lenkers 1 durchgeführt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Höhenjustierung ist in Fig. 4 dargestellt^ bei der zwischen der oberen Kante der Wand 6 und dem Schlitz 11 eine zusätzliche Öffnung 13 ausgebildet ist; dadurch entstehen ein Steg 14 zwischen der zusätzlichen Öffnung 13 und der Oberkante der Wand 6 sowie ein Steg 15 zwischen der zusätzlichen Öffnung 13 und dem Schlitz 11.

Die beiden Stege 14 und 15 bilden eine Art Parallelführung, so daß der Endbereich der Gehäusewand, an dem der obere Lenker 1 befestigt ist, sich bei der Höhenjustierung möglichst wenig dreht.

Die bei beiden Ausführungsformen am Schlitzende vorgesehene Bohrung 12 verhindert die Rißbildung infolge Kerbwirkung.

Der als ortsfeste Lagerung des unteren Lenkers 2 dienende Absatz 23 kann ebenfalls mit einem Schlitz

26 ausgebildet sein, in den eine keilförmige Scheibe

27 eingeschoben werden kann. Dadurch wird eine Feineinstellung des senkrechten Abstandes zwischen den beiden Lenkern 1 und 2 durch Verbreiterung des Schlitzes 26 möglich.

Patentans prüche

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Claims

MÜLLER-BORE · DEUFEL · SCHÖN · HERTEL

PATENTANWÄLTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. OR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

München, den U- MRZ. 1977 Hl/Ma - S 2996

Patentansprüche

Mit einer Schale sowie einem Meßteil verbundene Parallelführung für eine oberschalige Waage mit zwei im wesentlichen gleichen, beweglichen Lenkern in zueinander parallelen Ebenen, die einerseits ortsfest gelagert und andererseits durch ein bewegliches, starres Verbindungsglied miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenker (1,2) in ihren Ebenen gegeneinander senkrecht zu ihrer Drehachse versetzt angeordnet sind.
2. Parallelführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenker (1,2) in ihren Endbereichen mit Gelenken versehen sind.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Parallelführung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenker (1,2) auf ihrer ganzen Länge federnd ausgebildet sind.
4. Parallelführung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Nähe der ortsfesten Lagerung befindliche Gelenk des oberen Lenkers (1) um die Strecke a + b gegen das entsprechende Gelenk des unteren Lenkers (2) versetzt ist, wobei a der Abstand zwischen der Mittelachse des Verbindungsgliedes (3) und dem Gelenk in der Nähe des Verbindungs gliedes (3) für den oberen Lenker (1) und b der Abstand zwischen dem in der Nähe des Verbindungsgliedes (3) befindlichen Gelenk des unteren Lenkers (2) und der Mittelachse des Verbindungsgliedes (3) sind.
5. Parallelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (1,2) dreieckförmig ausgebildet sind.
6. Parallelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (1,2) trapezförmig ausgebildet sind.
7. Parallelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Lagerung

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der beiden Lenker (1,2) durch einen Teil des Waagengehäuses gebildet wird.
8. Parallelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Lagerung durch eine Wand (6) gebildet wird,auf deren Endflächen zumindest ein Lenker (1,2) befestigt ist.
9. Parallelführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Endflächen in der Wand (6) Schlitze (11) zur Einstellung des senkrechten Abstand«s zwischen den beiden Lenkern (1,2) ausgebildet sind.
10. Parallelführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (11) mittels einer Justierschraube (lo) verändert wird.
11. Parallelführung nach einem der Ansprüche 9 oder Io, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schlitz (11) und der Endfläche der Wand (6) eine zusätzliche Öffnung (13) ausgebildet ist.
12. Parallelführung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11) an einem Ende offen sind, während am anderen Ende eine Bohrung (12) vorgesehen ist.

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13. Parallelführung nach.einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einer oberschaligen Waage mit elektromagnetischer Kraftkompensation eingesetzt wird.

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