DE3012344C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einer Lastschale, mit mindestens einem zweiarmigen Kraftübersetzungshebel, der an seinem kürzeren Hebelarm die von der Lastschale übertragene Kraft und an seinem längeren Hebelarm die Kompensa­ tionskraft aufnimmt, und mit einer eingebauten Kali­ briervorrichtung.

Um bei elektronischen Waagen eine regemäßige Über­ prüfung der Empfindlichkeit vornehmen zu können, was z. B. bei hochauflösenden Waagen und bei eichfähigen Waagen geraten erscheint, ist der Einbau einer Kali­ briervorrichtung zweckmäßig. Dadurch wird die Kali­ brierung vereinfacht und Fehler durch die eventuelle unsachgemäße Aufbewahrung eines externen Kalibrier­ gewichtsstückes vermieden.

Dazu ist bereits bei einer elektronischen Waage der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden (DE-GM 76 07 012), den kürzeren Hebelarm des zweiarmigen Kraftüberset­ zungshebels zu verlängern und dort ein Auflager für ein absenkbares Kalibriergewichtsstück vorzusehen. Dieser Vorschag hat jedoch den Nachteil, daß der kürzere Hebelarm des zweiarmigen Kraftübersetzungs­ hebels etwa auf die Länge des längeren Hebelarms die­ ses Hebels verlängert werden muß, um für das Kali­ briergewichtsstück denselben Kraftübersetzungsfaktor wie für das System zur Erzeugung der Kompensations­ kraft zu erreichen. Dies bedingt einen größeren Platz­ bedarf und vergrößert das Trägheitsmoment des zweiar­ migen Kraftübersetzungshebels stark, wodurch die Ein­ schwingdauer der Waage größer wird. Denkbar wäre es auch, diesen Vorschlag so abzuwandeln, daß das Kali­ briergewichtsstück auf dem längeren Hebelarm des zwei­ armigen Kraftübersetzungshebels angeordnet wird. Dies hat jedoch wegen der Kraftrichtungsumkehr des zweiar­ migen Hebels zur Folge, daß das Kalibriergewichts­ stück im Normalbetrieb aufliegen muß und nur zur Kali­ brierung angehoben werden muß. Dadurch ist wieder das Trägheitsmoment des zweiarmigen Kraftübersetzungshe­ bels während des normalen Wägebetriebes vergrößert, so daß sich auch in diesem Fall eine längere Einschwing­ dauer ergibt. Daneben führt die vergrößerte Hebelmasse auch zu größeren Problemen bei der Transportsicherung der Waage.

Daneben ist es bekannt (DE-OS 26 01 165), bei einer elek­ tronischen Waage mit Parallelführung ein Kalibrierge­ wichtsstück unterhalb der Waagschale anzuordnen und zum Kalibrieren auf ein Gehäuse abzusenken. Diese An­ ordnung ist zwar für kleine Höchstlasten sehr gut ge­ eignet, für Wägebereiche ab einigen Kilogramm Höchst­ last aufwärts, wie sie für Waagen mit Kraftübersetzungs­ hebel üblich sind, führt diese Anordnung aber zu sehr schweren Kalibriergewichtsstücken, was die Waage ent­ sprechend schwer, unhandlich und teuer macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kalibriervorrichtung für elek­ tronische Waagen zu schaffen, die bei geringem Platzbedarf nur ein leichtes Kalibriergewichtsstück benötigt und die das Trägheitsmoment nur unwesentlich erhöht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kalibriervorrichtung aus einem zweiarmigen Kalibrier­ hebel besteht, dessen Schwerpunkt auf der einen He­ belseite liegt, und auf dessen anderer Hebelseite über ein Koppelglied eine kraftübertragende Verbin­ dung zum längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshe­ bels wahlweise hergestellt oder gelöst werden kann.

Durch die Kraftübertragung auf den längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels braucht der kurze Hebel­ arm dieses Hebels für die Kalibriervorrichtung nicht verändert zu werden. Ebenso kann der volle Überset­ zungsfaktor des Kraftübersetzungshebels ausgenutzt werden, so daß die Masse des Kalibrierhebels klein bleibt. Werden die beiden Hebelarme des Kalibrier­ hebels verschieden lang gemacht, kann bei Bedarf die Masse des Kalibrierhebels noch weiter herabgesetzt werden. Durch die Ausbildung als zweiarmiger Kali­ brierhebel ergibt sich eine Kraftrichtungsumkehr, so daß trotz der Ankopplung an den längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels der Kalibrierhebel während des normalen Wägebetriebes nicht in kraftübertragen­ der Verbindung zum Wägesystem steht, so daß dessen Ein­ schwingverhalten nicht verschlechtert wird.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koppelglied als Spannband ausgeführt. Dieses Spann­ band stellt im straffen Zustand eine kraftübertragen­ de Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel und dem Kraftübersetzungshebel dar, während durch eine leichte Drehung des Kalibrierhebels des Spannband schlaff wird und praktisch keinerlei Kräfte mehr zwischen Kalibrier­ hebel und Kraftübersetzungshebel überträgt. Aber auch eine geringe verbleibende Kraftwirkung des schlaffen Spannbandes stört nicht, solange sie konstant ist, da sie bei der elektronischen Nullung der Waage berück­ sichtigt wird.

In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koppelglied auf beiden Seiten kugelförmig ausgebildet und greift in entsprechend ausgebildete Kalotten am Kraftübersetzungshebel und am Kalibrierhebel ein. In dieser Ausgestaltung wird die Kraft bei der Kalibrier­ rung als Druckkraft übertragen, während bei der Normal­ wägung durch leichtes Drehen des Kalibrierhebels die eine Kugel von der entsprechenden Kalotte abhebt und der Kraftfluß unterbrochen ist.

In einer dritten vorteihaften Ausgestaltung trägt das Koppelglied auf beiden Seiten Spitzen, die in Hütchen am Kraftübersetzungshebel und am Kalibrierhebel eingrei­ fen. Auch hier wird die Kraft bei der Kalibrierung als Druckkraft übertragen, während bei der normalen Wägung durch leichtes Drehen des Kalibrierhebels die eine Spit­ ze von dem entsprechenden Hütchen abhebt und der Kraft­ fluß unterbrochen ist.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich, indem jeweils Ku­ gel und Kalotte bzw. Spitzen und Hütchen gegeneinander ausgetauscht werden, ohne daß die Funktionsweise sich ändert.

Die leichte Drehung des Kalibrierhebels zum Lösen der kraftübertragenden Verbindung zwischen Kalibrierhebel und Kraftübersetzungshebel kann durch eine beliebige Hubvorrichtung erfolgen, die an der Gegengewichts­ seite des Kalibrierhebels angreift. Vorteilhafter­ weise wird hierzu jedoch eine Schaltnocke eingesetzt.

Besitzt die elektronische Waage eine Temperatur-Kom­ pensationsschaltung, so ist es zweckmäßig, daß an der Schaltnocke ein Schaltelement vorgesehen ist, das zusammen mit dem Herstellen oder Lösen der kraft­ übertragenden Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel und dem Kraftübersetzungshebel die Temperatur-Kom­ pensationsschaltung zwischen zwei Zusätzen umschal­ tet, um ein Temperaturverhalten des Kalibrierhebels auszugleichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schema­ tischer Figuren beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine elektronische Waage mit Kalibrierhebel und Spannbandankopplung in Kalibrierstellung,

Fig. 2 den Kalibrierhebel und das Spannband aus Fig. 1 in Wägestellung,

Fig. 3 die Ankopplung des Kalibrierhebels über Ku­ geln und Kalotten und

Fig. 4 die Ankopplung des Kalibrierhebels über Spit­ zen und Hütchen.

Die elektronische Waage in Fig. 1 besteht aus einem gehäusefesten Stützteil 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellen 6 ein Verbindungsteil 2 beweglich festgelegt ist. Das Verbindungsteil 2 trägt an seinem oberen Teil die Lastschale 3 und leitet die von der Lastschale übertragene Kraft über ein Koppel­ band 9 zum kürzeren Hebelarm eines Kraftübertragungs­ hebels 7 weiter. Der Kraftübertragungshebel 7 ist über ein Kreuzfedergelenk 8 am Stützteil 1 gelagert. An sei­ nem längeren Hebelarm greift die Kompensationskraft an, die hier in Form einer Spule 11 und eines Permanentma­ gnetsystems 10 zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kompensationskraft dargestellt ist. Die zugehörige Elek­ tronik ist nicht dargestellt, da sie bekannt und für die Erfindung nicht wesentlich ist. Am längeren Hebel­ arm des Kraftübersetzungshebels ist nun über ein Spann­ band 15 als Koppelglied ein Kalibrierhebel 12 ange­ lenkt. Dieser Kalibrierhebel ist über ein Federgelenk 13 an einem Teil des gehäusefesten Stützteils 1 gelagert. Der Schwerpunkt des Kalibrierhebels 12 befindet sich auf der Seite eines Gegengewichtes 14 und sorgt dafür, daß in der gezeichneten Kalibrierstellung über das Spann­ band 16 eine definierte, durch die Masse und Geometrie des Kalibrierhebels festgelegte, nach oben gerichtete Kraft auf den längeren Hebelarm des Kraftübertragungs­ hebels übertragen wird. Dadurch wirkt der Kalibrierhe­ bel wie eie auf die Lastschale 3 aufgelegte Last. In der normalen Wägestellung wird durch Drehung der Schalt­ nocke 15 um ihre Drehachse 25 das Gegengewicht 14 ange­ hoben und der Kalibrierhebel dadurch etwas gedreht, so daß das Spannband 16 entlastet wird und ausknickt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem ausgeknickten Zu­ stand stellt das Spannband 16 keine kraftübertragende Verbindung mehr dar, so daß trotz festgelegtem Kali­ brierhebel 12 sich der Kraftübertragungshebel 7 - inner­ halb des durch die Kraftkompensationsvorrichtung ge­ gebenen geringen Bereiches - frei bewegen kann. Weiter ist an der Schaltnocke 15 ein Schaltelement 24 vorge­ sehen, das bei Drehung der Schaltnocke 15 ebenfalls betätigt wird und in der Elektronik eine Temperatur- Kompensationsschaltung umschaltet oder im Mikropro­ zessor ein anderes Temperatur-Kompensationsprogramm aufruft. Hierdurch kann in bekannter Weise ein Tempe­ raturverhalten des Kalibrierhebels ausgeglichen wer­ den.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Koppel­ gliedes. Hier trägt sowohl der Kalibrierhebel 12 als auch der Kraftübertragungshebel 7 je eine Kalotte 17. Zwischen ihnen ist in der gezeichneten Kalibrierstel­ lung das Koppelglied 19 mit seinen kugelförmigen End­ stücken 18 fixiert und übeträgt die Kraft vom Kali­ brierhebel 12 auf den Kraftübertragungshebel 7. In der normalen Wägestellung wird wieder über die Schalt­ nocke 15 das Gegengewicht 14 angehoben, so daß das Koppelglied 19 mit seinem oberen Ende die am Kraft­ übertragungshebel 7 angebrachte Kalotte nicht mehr be­ rührt und nur durch eine Halteklammer 20 vor dem Um­ fallen geschützt ist. Beim Übergang in die Kalibrier­ stellung fixiert sich das Koppelglied 19 wieder re­ produzierbar in der tiefsten Stelle der Kalotte 17. Ebenso kann natürlich das Koppelglied 19 an seinen Enden kalottenförmig ausgebildet sein und sich zwi­ schen kugelförmigen Erhebungen am Kraftübertragungs­ hebel 7 und dem Kalibrierhebel 12 fixieren.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausgestaltung, die der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausgestaltung ähnelt. Das Koppelglied 19′ hat an seinen beiden Enden kegelför­ mige Vertiefungen, sog. Hütchen, die sich in Kalibrier­ stellung zwischen Spitzen 21 am Kalibrierhebel 12 und am Kraftübertragungshebel 7 fixieren. In Wägestellung berührt das obere Hütchen nicht mehr die Spitze am Kraftübertragungshebel 7 und das Koppelglied 19′ wird durch Halteklammern 20 vor dem Umfallen geschützt. Auch hier ist es wieder möglich, Hütchen und Spitze gegeneinander zu vertauschen, ohne die Funktion zu ver­ ändern.

Der Kalibrierhebel 12 zusammen mit seiner Kraftüber­ tragung über das Spannband 16 bzw. das Koppelglied 19 bzw. 19′ ist in den Figuren der übersichtlicheren Dar­ stellung wegen immer außerhalb des restlichen Wägesy­ systems gezeichnet. Selbstverständlich kann der Kali­ brierhebel auch um 180° gedreht sein, so daß sich das Gegengewicht 14 zwischen den Lenkern 4 und 5 befindet. Ebenso kann der Angriffspunkt für das Spannband 16 bzw. das Koppelglied 19 bzw. 19′ am Kraftübertragungs­ hebel 7 auch nahe am Kraftangriffspunkt der Kraftkom­ pensationsvorrichtung 10 und 11 gewählt werden, so daß der Kraftübertragungshebel 7 nicht - wie gezeichnet - verlängert werden muß. Der sich aus den Figuren für den Kalibrierhebel ergebende zusätzliche Platzbedarf läßt sich also durch entsprechende konstruktive Ausgestal­ tung weitgehend vermeiden.

Claims (8)

1. Elektronische Waage mit einer Lastschale, mit min­ destens einem zweiarmigen Kraftübersetzungshebel, der an seinem kürzeren Hebelarm die von der Last­ schale übertragene Kraft und an seinem längeren Hebelarm die Kompensationskraft aufnimmt, und mit einer eingebauten Kalibriervorrichtung aus ei­ nem zweiarmigen Kalibrierhebel (12) besteht, dessen Schwerpunkt auf der einen Hebelseite liegt, und auf dessen anderer Hebelseite über ein Koppelglied (16, 19, 19′) eine kraftübertragende Verbindung zum län­ geren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels (7) wahlweise hergestellt oder gelöst werden kann.

2. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Koppelglied ein Spannband (16) eingesetzt ist.

3. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelglied (19) auf beiden Seiten kugelförmig ausgebildet ist und in entspre­ chend ausgebildete Kalotten (17) am Kraftüberset­ zungshebel (7) und am Kalibrierhebel (12) ein­ greift.

4. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelglied auf beiden Sei­ ten Kalotten trägt, die sich auf kugelförmigen Erhöhungen am Kalibrierhebel (12) und am Kraft­ übersetzungshebel (7) abstützen.

5. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelglied auf beiden Sei­ ten Spitzen trägt, die in Hütchen am Kraftüber­ setzungshebel (7) und am Kalibrierhebel (12) ein­ greifen.

6. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koppelglied (19′) auf bei­ den Seiten Hütchen (22) trägt, die sich auf Spit­ zen (21) am Kalibrierhebel (12) und am Kraft­ übersetzungshebel (7) abstützen.

7. Elektronische Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftübertragen­ de Verbindung zwischen Kalibrierhebel (12) und Kraftübersetzungshebel (7) mittels einer Schalt­ nocke (15) hergestellt oder gelöst werden kann.

8. Elektronische Waage nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Schaltnocke (15) ein Schaltelement (24) vorgesehen ist, das zusammen mit dem Herstellen oder Lösen der kraftübertragen­ den Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel (12) und dem Kraftübersetzungshebel (7) eine Tempera­ tur-Kompensationsschaltung zwischen zwei Zustän­ den umschaltet.