DE2908110C2

DE2908110C2 - Befestigungsvorrichtung für schwingfähige Saiten in Kraft- oder Massenmeßgeräten, insbesondere Waagen

Info

Publication number: DE2908110C2
Application number: DE2908110A
Authority: DE
Inventors: Albert Hendrik De Horst Limburg Voogd
Original assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Current assignee: Maatschappij Van Berkels Patent BV
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4273205A; DE2908110B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung für schwingfähige Saiten in Kraft- oder Massenmeßgeräten, insbesondere Waagen, mit einem jeweils ein Saiten-Ende erfassenden, massenreichen Befestigungskopf, der über einen demgegenüber abgesetzten, biege- und/oder torsionselastischen Hals an einem zugehörigen Geräteteil angebracht ist.

Es sind verschiedene Befestigungsvorrichtungen dieser Art bekannt (DE-OS 22 39 997), welche die Abgabe der Schwingungsenergie im Bereich der Nutzfrequenzen verringern sollen. Die Schwingungen einer solchen Saite sind nämlich nicht nur von den Maßen der Saite und der auf sie wirkenden Spannkraft abhängig, sondern werden auch von der Art ihrer Befestigung am Gerät beeinflußt. Die Saite und das Gestell des Geräts sind schwingungstechnisch miteinander gekoppelt. Mitschwingende Teile im Gestell des Gerätes beeinflussen nicht nur die Amplitude der Saite, sondern verändern auch deren Frequenz, wodurch die Genauigkeit der Messungen unzulässig beeinflußt ist. Die Schwingungen der Befestigungsvorrichtungen wirken auf das Schwingungsverhalten der Saiten zurück. Derartige Befestigungsvorrichtungen können pilzartige Formen aufweisen, wo der Befestigungskopf koaxial zum Hals angeordnet liegt (CH-PS 4 47 653). In anderen Fällen hat man den Schwerpunkt des Befestigungskopfes außerhalb der Verlaufsrichtung des Halses seitlich

versetzt wobei der Hals, der Befestigungskopf und der

als Anschlußstelle dienende Geräteteil aus hohlen zylindrischen Teilen bestehen konnten. Auch im letztgenannten Fall lag die Ansaf.stelle des Halses am Befestigungskopf an der äußeren Umgrenzungsfläche des Kopfes. In all diesen Fällen zeigte sich eine unerwünschte Rückwirkung der Schwingungen der Befestigungsvorrichtung auf die Saite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als

ίο Tiefpaßfilter wirksame Befestigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die störenden Einflüsse auf die Saite weitgehend beseitigt sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht daß der Befestigungskopf mit einer dem Hals zugekehrten Aushöhlung versehen ist der Hals in den Aushöhlungsraum hinein verlängert ist und seine Ansatzstelle am Befestigungskopf im Grund der Aushöhlung liegt
Man erreicht hierdurch, daß die Einspannstelle der Saite im Befestigungskopf, verglichen mit den genannten vorbekannten Vorrichtungen, näher zum Hals angeordnet ist und sogar in den Bereich des Halses gebracht werden könnte, wenn die Aushöhlung tief genug gemacht wird. Damit werden einander scheinbar widersprechende Forderungen erfüllt

Eine große Halslänge bringt eine weichere Federung des Befestigungskopfes, was zwar eine Filterwirkung bis hinab zu besonders niedrigen Frequenzen bringt doch geschieht dies auf Kosten einer großen Baulänge und einer größeren Schwingungsamplitude des Befestigungskopfes am Hals. Kürzere Halslängen oder kleinere Massen des Befestigungskopfes bringen zwar eine Platzersparnis, wirken sich aber hinsichtlich der Filterwirkung niedriger Frequenzen ungünstig aus.

Durch die erfindungsgemäße Aushöhlung ist es jedoch möglich, sowohl einen großen Befestigungskopf zu verwenden, als auch den Hals ausreichend lang auszubilden, ohne daß ein großer Platzaufwand hierfür erforderlich ist Im Gegenteil, man kann die Massen im Anordnungsbereich des Halses um die Aushöhlung herum konzentrieren und dadurch den Massenschwerpunkt des Kopfes näher zum oder sogar in den Hals bringen.
Damit ist auch die Einspannstelle der Saite im Befestigungskopf näher an den Schwerpunkt des Kopfes herangerückt und im Idealfall mit diesem vertikal ausgerichtet. Die Einspannstelle kann auf diese Weise in den Bereich des Halses gebracht werden und damit ihrer optimalen Lage im Bereich der Halslängenmitte zumindest nahekommen. Mit dieser recht einfachen Maßnahme ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Meßwerte an der Saite sowohl durch das Gestell als auch durch die Befestigungsvorrichtung der Saite weitgehend auszuschließen.

Bewährt hat es sich, herstellungsmäßig wie auch wirkungsmäBig die Aushöhlung kegelförmig zu gestalten und den Hals dabei in Richtung der Kegelachse verlaufen zu lassen. Dadurch liegen die der Anbringungsstelle am Gerät am nächsten liegenden Massentei-Ie des Befestigungskopfes im größten Radialabstand zur Halsachse. Vorteilhaft ist es dabei, für das Schwingungsverhalten auch den Hals geräteseitig mit einem sich konisch erweiternden Sockel zu versehen. Herstellungsmäßig und hinsichtlich der Vermeidung einer unerwünschten Rückwirkung von Störschwingungen hat es sich bewährt, den öffnungswinkel der kegelförmigen Aushöhlung im Befestigungskopf annähernd gleich dem Scheitelwinkel der konischen Erweiterung zu machen.

Der Befestigungskopf besitzt zur Einspannung der Saite zweckmäßigerweise zwei gegeneinander spannbare Blöcke, zwischen denen die Saite befestigt ist Für die Massenverteilung und die Montage empfiehlt es sich dann, den halsseitigen Spannblock mit einem zentralen Ansatz zu versehen, der in eine gegengerichtete Aussparung im anderen Spannblock weist und im Montagefall von dieser aufgenommen ist

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht einer eine solche Befestigungsvorrichtung hir Saiten aufweisenden Waage,

F i g. 2 den Meßteil der Waage von F i g. 1 mit einem die Befestigungsvorrichtungen für die Saite sichtbar machenden Ausbruch, '⁵

F i g. 3 in Vergrößerung und teilweise im Längsschnitt die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung,

Fig.4 eine Querschnittansicht durch die Befestigungsvorrichtung längs der Schnittlinie IV-IV von Fig.3,

F i g. 5 eine Schnittansicht längs der Schnittlinie V-V der Befestigungsvorrichtung von F i g. 3.

Die Befestigungsvorrichtung wird bevorzugt bei einer Waage 10 verwendet, die in der Regel aus einem zur Gewichtsbestimmung dienenden Meßteil 11 und einem über Kabel 12 damit verbundenen Auswerteteil 13 besteht, der außer einem Anzeigefeld 14 für Gewichts- und Preisdaten auch noch ^ine Tastatur 15 zum Eingeben feststehender Daten in den Auswerteteil 13, wie z. B. den Kilogrammpreis einer Ware, aufweist.

Der Meßteil 11 umfaßt eine im Gehäuse 16 untergebrachte Meßdose, mit in der Regel zwei schwingungsfähigen Saiten 17, von denen eine in F i g. 2 im Ausbruch zu erkennen ist. Die Enden der Saite 17 sind in Befestigungsvorrichtungen 20 eingespannt, die zwar zueinander gleiches Aussehen aufweisen, von denen eine aber ortsfest am Gestell 19 im Waagengehäuse 16 festgeschraubt ist, während die andere über ein nicht näher gezeigtes, an sich bekanntes Hebelsystem mit einer Lastschale 18 verbunden ist. Wird auf die Lastschale 18, wie F i g. 1 verdeutlicht, eine Ware aufgelegt, so wird das Gewicht über das vorerwähnte Hebelsystem auf die in F i g. 2 ersichtliche untere Befestigungsvorrichtung 20 übertragen, so daß das wirkende Gewicht, unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses im Hebelsystem, auf die Meßsaite 17 einwirkt und diese gegenüber der oberen Befestigungsvorrichtung 20 mit einer Kraft belastet. Die Saite 17 wird in an sich bekannter Weise auf elektrischem Wege in Schwingungen versetzt, die von der auf die Saite 17 so einwirkenden, vorerwähnten Kraft verändert werden und im angeschlossenen Auswerteteil 13 als Maß für das Gewicht der Ware dienen, welches nach entsprechender Rechenoperation im Anzeigefeld 14 des Auswerteteils 13 angegeben wird.

Die Befestigungsvorrichtung 20 umfaßt, wie insbesondere Fig.3 zeigt, einen massenreichen Befestigungskopf 21, der von einem demgegenüber querschnittsmäßig deutlich abgesetzten Hals 22 getragen wird und an welchem ein zur geräteseitigen Anbringung dienender &o Bolzen 23 sich anschließt, der ein Gewinde zum Verschrauben einer Mutter 24 trägt. Es versteht sich, daß zur Anbringung anstelle des Bolzens 23 auch andere, an sich bekannte Montagemittel verwendet werden könnten. Die Anbringung geschieht an einem Geräteteil, welches im Falle der Fig.2 von einem Balken des Gestells 19 gebildet ist und einen Durchbruch 25 zum Durchstecken des Bolzens 23 aufweist

Der Bolzen 23 ist, insbesondere an im Endbereich des Durchbruchs 25 befindlichen Bünden, die im Gewindebereich auch nachträglich aufgesteckt sein können, durch Isolierhalsen 26 im Durchbruch 25 gehalten, wie auch die Stirnflächen des Gestcilteils 19 beidseitig des Durchbruchs 25 zum Abstützen von über dem Bolzen 23 gesteckten Isolationsscheiben 27 dienen. Vor die Mutter 24 ist noch eine Unterlegscheibe 28 angeordnet, welche auf die gegenüberliegende Seite der einen Isolationsscheibe 27 gedrückt wird.

Zum Geräteteil 19 hin ist der Hals 22 mit einem sich radial erweiternden Sockel 29 versehen, der zur dortigen Isolationsscheibe 27 eine Flanschfläche bildet, die gegen die Isolationsscheibe 27 beim Festschrauben der Mutter 24 angedrückt wird. Der Übergang zwischen dem eigentlichen Hals 22 und dem flanschartigen Sockel 29 ist von einem Konus 30 gebildet, der einen Scheitelwinkel 31 aufweist der von der von der strichpunktiert eingezeichneten Längsachse 32 der Befestigungsvorrichtung 20 halbiert wird. Auf der dem Geräteteil 19 zugekehrten Seite trägt der Sockel 29 noch einen kleinen, koaxialen Kegelstumpf 33, dessen Endfläche den obenerwähnten anschlagwirksamen Flansch bildet

Der Hals 22, der seinerseits zum freien Ende hin leicht konisch sich verjüngen kann, erstreckt sich tief in den eigentlichen Befestigungskopf 21 hinein, weil dieser auf der dem Hals zugekehrten Seite mit einer Aushöhlung 34 versehen ist Die Ansatzstelle 35 des Halses 22 befindet sich im tiefsten Grund 36 dieser Aushöhlung 34. Die Aushöhlung 34 ist kegelförmig gestaltet, wobei die erwähnte Längsachse 32 die Kegelachse ist Die kegelförmige Aushöhlung 34 besitzt dabei einen öffnungswinkel 37, der möglichst gleich dem Scheitelwinkel 31 des Konus 30 ausgebildet ist. Dadurch verlaufen die Mantelflächen der kegelförmigen Aushöhlung 34 parallel zur derjenigen des Konus 30, was die Herstellung der Befestigungsvorrichtung erleichtert. Aushöhlung 34 und Konus 30 liegen wie Pagodendächer übereinander und werden durch den Hals 22 in definiertem Axialabstand zueinander gehalten.

Der Befestigungskopf 21 ist seinerseits aus zwei Spannblöcken 40, 41 gebildet, von denen der eine 40 einstückig mit dem Hals 22 erzeugt ist. Beide Spannblöcke tragen profilierte, gegeneinander gekehrte Flanschflächen 42, 43. Dabei besitzt der halsseitige Spannblock 40 einen zentralen Ansatz 44 von zylindrischer Gestalt, welcher in eine zylindrische Aussparung 45 im anderen Spannblock 41 aufgenommen ist. Einstückig mit dem zentralen Ansatz 44 ist ein koaxialer Gewindeschaft 38 angeformt, über welchen der mit einer Axialbohrung versehene andere Spannblock 41 aufsteckbar ist Aus den Querschnitten von F i g. 4 und 5 ist erkennbar, daß die beiden Spannblöcke 40, 41 infolge paralleler Abflachungen 47 unrund ausgebildet sind und lediglich in Verlaufsrichtung der zwischen den Spannblöcken 40,41 anzuordnenden Saite 17 zylindrisch gerundet sind. Die Abflachungen 47 verlaufen also parallel zur Spannrichtung der Saite 17, was für das Schwingungsverhalten bedeutsam ist.

Zwecks Befestigung der Saite 17 ist zunächst der aufsteckbare Spannblock 41 an seiner Aussparung 45 mit einer umlaufenden Ringnut 48 versehen, in welche ein hammerkopfförmiges Ende 49 der Saite 17 eingreifen kann, wie F i g. 4 zeigt. In entsprechendem Axialabstand, ist auf der gegenüberliegenden profilierten Flanschfläche 42 des einstückigen Spannblocks 40

eine Ringstufe 50 angeordnet. In radialer Entfernung schließt sich auf der Flanschfläche 43 des aufsteckbaren Spannblocks 41 ein Ringwulst 51 an, der in Fig.4 geschnitten ist und in eine entsprechend profilierte Ringnut 52 der gegenüberliegenden Flanschflache 42 im Montagefall eingreift. An diese Ringnut 52 schließt sich am angeformten Spannblock 40 eine Ringrippe 53 definierter axialer Höhe an, die an einer zurückgesetzten Ringstufe 54 der Flanschfläche 43 des aufsteckbaren Spannblocks 41 zur Anlage kommt. Dieser Spannblock 41 ist weiterhin mit parallel zu den Abflachungen 47 verlaufenden Einschnitten 55 versehen, durch welche die Anschlußteile des Hammerkopfendes 49 der Saite 17 hindurchragen. Wie aus Fig.4 ersichtlich, stützt sich dabei der Hammerkopf 49 an den Innenflächen der Ringwulst 51 ab. Aus Fig.3 ist erkennbar, daß das gegenüber dem Endbereich auf das eigentliche schwingungsfähige Profil der Saite 17 übergehende Saiten-Endstück von der Ringrippe 53 auf Seiten des Spannblocks 40 und von der Ringstufe 54 auf Seiten des losen Spannblocks 41 eingeklemmt wird. In dieser Zone erfolgt die eigentliche Einspannung der Saite 17. Die dazu erforderliche Klemmkraft wird von einer auf dem erwähnten Gewindeschaft 38 verschraubbaren Mutter 39 erzielt, welche gegen das hintere Stirnende des aufsteckbaren Spannblocks 41 anschlägt

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ragt der Hals 22 in den zweiteiligen Befestigungskopf 21 hinein. Aufgrund seiner Aushöhlung 34 erstreckt sich der Befestigungskopf 21 trotz der beachtlichen Halslänge auf das Anbringungsende der Befestigungsvorrichtung 20 hin. Der Schwerpunkt des massereichen Befestigungskopfes 21 ist dadurch, verglichen mit dem Stand der Technik, näher zum Hals 22 hin gelangt, und auch die maßgebliche Klemmstelle 53, 54 für die Saite 17 ist beträchtlich an den Hals 22 herangekommen. Es wird hier angestrebt, diese Klemmstelle 53,54 möglichst mit dem Schwerpunkt des massiven Befestigungskopfes vertikal auszurichten. Es wäre sogar erwünscht, diesen Schwerpunkt und die Klemmstelle 53, 54 der Saite 17 noch weiter in den Bereich des Halses 22 zu verlegen, wozu es genügt, die Aushöhlung 34 noch tiefer auszubilden. Die Aushöhlung könnte schließlich so ausgeprägt sein, daß der Schwerpunkt des massiven Befestigungskopfes 21 etwa in den mittleren Bereich des biegeelastischen Halses 22 gelangt, wo der Knotenpunkt einer Biegeschwingung liegt Bereits beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine beträchtliche Herabsetzung der unerwünschten Rückwirkungen der

Schwingungen der Befestigungsvorrichtung auf der Saite erzielt. Aufstellung der Bezugszeichen:

10 Waage 11 Meßteil

12 Kabel

13 Auswerteteil

14 Anzeigefeld

15 Tastatur ίο 16 Gehäuse

17 Saite

18 Lastschale

19 Gestell

20 Befestigungsvorrichtung 21 Befestigungskopf

22 Hals

23 Bolzen

24 Mutter

25 Durchbruch 26 Isolierhülse

27 Isolationsscheibe

28 Unterlegscheibe

29 Sockel

30 Konus

31 Scheitelwinkel

32 Längsachse

33 Kegelstumpf

34 Aushöhlung

35 Ansatzstelle Jf) 36 Grund

37 öffnungswinkel

38 Gewindeschaft

39 Mutter

40 Spannblock 41 Spannblock

42 Flanschfläche von

43 Flanschfläche von

44 Zentraler Ansatz von

45 Aussparung in in 46 Bohrung

47 Abflachung

48 Ringnut

49 Hammerkopfende von

50 Ringstufe ⁴^ 51 Ringwulst

52 Ringnut

53 Ringrippe

54 Ringstufe

55 Einschnitt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungsvorrichtung für schwingfähige Saiten in Kraft- oder Massenmeßgeräten, insbesondere Waagen, mit einem jeweils ein Saitenende erfassenden, massenreichen Befestigungskopf, der über einen demgegenüber abgesetzten, biege- und/oder tcrsionselastischen Hals an einem zugehörigen Geräteteil angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungskopf (21) eine dem Hals (22) zugekehrte Aushöhlung (34) aufweist, der Hals (22) in den Aushöhlungsraum (34) hinein verlängert ist und seine Ansatzstelle (35) am Befestigungskopf im Grund (36) der Aushöhlung (34) liegt

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushöhlung (34) kegelförmig gestaltet ist und der Hals (22) in der Kegelachse (32) liegt

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet daß der Hals (22) geräteseitig einen sich konisch (30) erweiternden Sockel (29) trägt

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel (37) der kegelförmigen Aushöhlung (34) im Befestigungskopf (21) annähernd gleich ist dem Scheitelwinkel (31) der konischen Erweiterung (30) im (29).

5. Befestigungsvorrichtung mit einem axial zweigeteilten Befestigungskopf aus zwei die Saite zwischen sich einklemmenden Spannblöcken, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der halsseitige Spannblock (40) einen zentralen Ansatz (44) trägt, der in einer Aussparung (45) des anderen Spannblocks (41) aufgenommen ist.