DE8008791U1 - Elektronische waage mit kalibriervorrichtung - Google Patents

Description

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Beschreibung f

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 KaIibriervorrichtung.

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Um bei elektronischen Waagen eine regelmäßige Überprüfung der Empfindlichkeit vornehmen zu können, was z.B. bei hochauflösenden Waagen und bei eichfähigen Waagen geraten erscheint, ist der Einbau einer KaIibriervorrichtung zweckmäßig. Dadurch wird die Kalibrierung vereinfacht und Fehler durch eine eventuelle unsachgemäße Aufbewahrung eines externen Kalibriergewichtsstückes vermieden.

Dazu ist bereits vorgeschlagen worden (DE-GM 7607012), den kürzeren Hebelarm des zweiarmigen Kraftübersetzungshebels zu verlängern und dort ein Auflager für ein absenkbares Kalibriergewichtsstück vorzusehen. Dieser Vorschlag hat jedoch den Nachteil, daß der kürzere Hebelarm des zweiarmigen Kraftübersetzungshebels etwa auf die Länge des längeren Hebelarms dieses Hebels verlängert werden muß, um für das Kalibriergewichtsstück denselben Kraftübersetzungsfaktor wie für cas System zur Erzeugung der Kampensationskraft zu erreichen. Dies bedingt einen größeren Platzbedarf und vergrößert das Trägheitsmoment des zweiarmigen Kraftübersetzungshebels stark, wodurch die Ein-

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schwingdauer der Waage größer wird. Denkbar wäre es
auch, diesen Vorschlag so abzuwandeln, daß das Kalibriergewichtsstück auf dem längeren Hebelarm des zweiarmigen Kraftübersetzungshebels angeordnet wird. Dies hat jedoch wegen der Kraftrichtungsumkehr des zweiarmigen Hebels zur Folge, daß das Kalibriergewichtsstück im Normalbetrieb aufliegen muß und nur zur Kalibrierung 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 Einschwingdauer ergibt. Daneben führt die vergrößerte Hebelmasse auch zu größeren Problemen bei der Transportsicherung der Waage.

Daneben ist es bekannt (DE-DS 2601165), bei einer elektronischen Waage mit Parallelführung ein Kalibriergewichtsstück unterhalb der Waagschale anzuordnen und
zum Kalibrieren auf ein Gehänge abzusenken. Diese An-Ordnung ist zwar für kleine Höchstlasten sehr gut geeignet, für Wägebereiche ab einigen Kilogramm Höchstlast aufwärts, wie sie für Waagen mit Kraftübersetzungshebel üblich sind, führt diese Anordnung aber zu sehr schweren Kalibriergewichtsstücken, was die Waage entsprechend schwer, unhandlich und teuer macht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die geschilderten Nachteile der bekannten Kalibriervorrichtungen für elektronische Waagen abzustellen.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die
Kalibriervorrichtung aus einem zweiarmigen Kalibri"er-

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hebel besteht, dessen Schwerpunkt auf der einen Hebelseite liegt, und auf dessen anderer Hebelseite über ein Koppelglied eine kraftübertragende Verbindung zum längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshe-■ 5 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

10 verändert zu werden. Ebenso kann der volle Übersetzungsfaktor des Kraftübersetzungshebels ausgenutzt werden, so daß die Masse des Kalibrierhebels klein bleibt. Werden die beiden Hebelarme des Kalibrierhebels verschieden lang gemacht, kann bei Bedarf die Masse des Kalibrierhebels noch weiter herabgesetzt werden. Durch die Ausbildung als zweiarmiger Kalibrierhebel ergibt sich eine Kraftrichtungsumkehr, so daß trotz der Ankopplung an den längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels der Kalibrierhebel während des normalen Wägebetriebes nicht in kraftübertragender Verbindung zum Wägesystem steht, so daß dessen Einschwingverhalten nicht verschlechtert wird.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Koppelglied als Spannband ausgeführt. Dieses Spannband stellt im straffen Zustand eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel und dem Kreftübersetzungshebel dar, während durch eine leichts Drehung des Kalibrierhebels das Spannband schlaff wird und praktisch keinerlei Kräfte mehr zwischen Kalibrier-' . hebel und Kraftübersetzungshebel überträgt. Aber auch

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eine geringe verbleibende Kraftwirkung des schlaffen Spannbandss stört nicht, solange sie konstant ist, da sie bei der elektronischen Nullung der Waage berücksichtigt wird.
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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 j

dieser Ausgestaltung wird die Kraft bei der Kalibrie- \ 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 vorteilhaften Ausgestaltung trägt das Koppelglied auf beiden Seiten Spitzen, die in Hütchen am Kraftübersstzungshebel und am Kalibrierhebel eingreifen. Auch hier wird die Kraft bei der Kalibrierung als Druckkraft übertragen, während bei der normalen Wägung durch leichtes Drehen des Kalibrierhebels die eine Spitze von dem entsprechenden Hütchen abhebt und der Kraftfluß unterbrochen ist.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich, indem jeweils Kugel 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

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Hubvorrichtung erfolgen, die an der Gegengewichtsseite des Kalibrierhebels angreift. Vorteilhafterweise wird hierzu jedoch eine Schaltnocke eingesetzt.

Besitzt die elektronische Waage eine Temperatur-Kompensationsschaltung, so ist es zweckmäßig, daß an der Schaltnocke ein Schaltelement vorgesehen ist, das zusammen mit dem Herstellen oder Lösen der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel und dem Kraftübersetzungshebel die Temperatur-Kompensationsschaltung zwischen zwei Zuständen umschaltet, um ein Temperaturverhalten des Kalibrierhebels auszugleichen.

. Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße 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 Kugeln und Kalotten und

Fig· 4 die Ankopplung des Kalibrierhebels über Spitzen und Hütchen.

Die elektronische Waage in Fig. 1 besteht aus einsm gehäusefesten Stützteil 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 mit den Gelenkstellsn 6 ein Verbindungsteil 2 beweglich befestigt ist. Das Verbindungsteil 2 trägt

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an seinem oberen Teil die Lastschale 3 und leitet die von der Lastschale übertragene Kraft über ein Koppelband 9 zum kürzeren Hebelarm eines Kraftübertragungshebels 7 weiter. Der Kraftübertragungshebel 7 ist über ein Kreuzfedergelenk B am Stützteil 1 gelagert. An seinem längeren Hebelarm greift die Kompensationskraft an, die hier in Form einer Spule 11 und eines Permanentmagnetsystems IG zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kompensationskraft dargestellt ist. Die'zugehörige Elektronik ist nicht dargestellt, da sie bekannt und für die Erfindung nicht wesentlich ist. Am längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels ist nun über ein Spannband 16 als Koppelglied ein Kalibrierhebel 12 angelenkt. Dieser Kalibrierhebel ist über ein Federgelenk 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 Kraftübertragungshebels übertragen wird. Dadurch wirkt der Kalibrierhebel wie eine auf die Lastschale 3 aufgelegte Last. In der normalen Wägestellung wird durch Drehung der Schaltnocke 15 um ihre Drehachse 25 das Gegengewicht 14 angehoben 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 Zustand stellt das Spannband 16 keine kraftübertragande Verbindung mehr dar, so daß trotz festgelegtem Kalibrierhebel 12 sich der Kraftübertragungshebel 7 - inner-

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halb des durch die Kraftkompensationsvorrichtung gegebenen geringen Bereiches - frei bewegen kann. Weiter ist an der Schaltnocke 15 ein Schaltelement 24 vorgesehen, das bei Drehung der Schaltnocke 15 ebenfalls betätigt wird und in der Elektronik eine Temperatur-Kompensationsschaltung umschaltet oder im Mikroprozessor ein anderes Temperatur-Kompensationsprogramm aufruft. Hierdurch kann in bekannter Weise ein Temperaturverhalten des Kalibrierhebels ausgeglichen werden.

„ 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 Kalibriarstellung das Koppelglied 19 mit seinen kugelförmigen Endstücken 18 fixiert und überträgt die Kraft vom Kalibrierhebel 12 auf den Kraftübertragungshebel 7. In der normalen Wägestellung wird wieder über die Schalt-20 nocke 15 das Gegengewicht 14 angehoben, so daß das jj Koppelglied 19 mit seinem oberen Ende die am Kraftübertragungshebel 7 angebrachte Kalotte nicht mehr berührt und nur durch eine Halteklammer 20 vor dem Umfallen geschützt ist. Beim Übergang in die Kalibrierstellung fixiert sich das Koppelglied 19 wieder reproduzierbar in der tiefsten Stelle der Kalotte 17. Ebenso kann natürlich das Koppelglied 19 an seinen Enden kalottenförmig ausgebildet sein und sich zwischen kugelförmigen Erhebungen am Kraftübertragungshebel 7 und dem Kalibrierhebel 12 fixieren.

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Fig. 4 zeigt eine dritte Ausgestaltung, die der in
Fig. 3 gezeigten zweiten Ausgestaltung ähnelt. Das
Koppplglied 19' hat an seinen beiden Enden kegelförmige Vertiefungen, sog. Hütchen,die sich in Kalibrierstellung 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 verändern .

Der Kalibrierhebel 12 zusammen mit seiner Kraftübertragung über das Spannband 1B bzw. das Koppelglied 19
bzw. 19' ist in den Figuren der übersichtlicheren Darstellung wegen immer außerhalb des restlichen Wägesystems gezeichnet. Selbstverständlich kann der KaIi-

brierheLäl c.uch 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- |i

pensationsvorrich'cung 10 und 11 gewählt w,erden, 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. f'

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IMI Il ·· It ·■ ■· Sartorius GmbH Weender Landstr. 94-108 Akte SW 8D04 340G Göttingen Kö/kl Elektronische Waage mit Kalibriervorrichtung 10 Ansprüche:

1. 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 Kompensationskraft aufnimmt, und mit ' einer eingebauten Kalibriervorrichtung, dadurch gekennzeichnet,,daß die Kalibriervorrichtung aus ei

nem zweiarmigen Kalibrierhebel C12D besteht, dessen Schwerpunkt auf der einen Hebelseite liegt, und auf dessen anderer Hebelseite über ein Koppelglied (16, 19,19') eine kraftübertragende Verbindung zum längeren Hebelarm des Kraftübersetzungshebels (7)

wahlweise hergestellt oder gelöst werden kann.

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

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3. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (19) auf beiden Seiten kugelförmig ausgebildet ist und in entsprechend ausgebildete Kalotten (17) am Kraftübersetzungshebel (7) und am Kalibrierhebel (12) ein

greift .

4. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied auf beiden Sn iten Kalotten trägt, die sich auf kugelförmigen

Erhöhungen am Kalibrierhebel (12) und am Kraftübersetzungshebel (7) abstützen.

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5. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das Koppelglied auf beiden Sei

ten Spitzen trägt, die in Hütchen am Kraftübersetzungshebel (7) und am Kalibrierhebe] (12) eingreifen .

6. Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (19') auf beiden Seiten Hütchen (22) trägt, die sich auf Spitzen (21) am Kalibrierhebel (12) und am Kraftübersetzungshebel (7) abstützen.

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

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Elektronische Waage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltnocke (15) ein Schaltelement (24) vorgesehen ist, das zusammen mit dem Herstellen oder Lösen der kraftübertragenden Verbindung zwischen dem Kalibrierhebel (12) und dem Kraftübersetzungshebel (7) eine Temperatur-Kompensationsschaltung zwischen zwei Zuständen umschaltet.

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