DE8135182U1 - ELECTRONIC SCALE - Google Patents
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- DE8135182U1 DE8135182U1 DE19818135182 DE8135182U DE8135182U1 DE 8135182 U1 DE8135182 U1 DE 8135182U1 DE 19818135182 DE19818135182 DE 19818135182 DE 8135182 U DE8135182 U DE 8135182U DE 8135182 U1 DE8135182 U1 DE 8135182U1
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einer Parallelführung für den Lastaufnehmer, mit einem Ubersetzungshebel und mit einem Koppelelement zwischen Lastaufnehmer und "Übersetzungshebel zur Übertragung senkrechter Kräfte.The invention relates to an electronic scale with a parallel guide for the load receiver a transmission lever and with a coupling element between the load receiver and "transmission lever" for transmission perpendicular forces.
Waagen dieser Art sind bekannt und z.B. in der DE-PS 26 21 483 oder in einer anderen Ausführung in dem DE-GM 80 08 791 beschrieben. Als Koppelelement zwischen Lastaufnehraer und Übersetzungshebel werden in diesen Waagen dünne Spannbänder (DE-GM 80 08 791) oder Blechstreifen, die an einer oder mehreren Stellen eine durch Prägen, Stanzen oder Ätzen hergestellte Querschnittsverringerung aufweisen, (DE-PS 26 21 483) eingesetzt. Diese Bauelemente sind jedoch in der Handhabung und bei der Montage sehr kritisch. Bereits geringste Abweichungen von der Ebenheit des Koppelelementes oder der Parallelität der Montageflächen führen dazu, daß das Koppelelement bei der Montage verspannt wird. Dies kann z.B. zu einer Veränderung des wirksamen Kraftangriffspunktes mit der Belastung führen, so daß sich der wirksame Hebelarm des Übersetzungshebels belastungsabhängig ändert. Aber auch bei planem Koppelband und parallelen Montageflächen kann sich das Koppelelement durch das Drehmoment der Befestigungsschrauben beim Montieren verspannen und im Extremfall ein knackfroschartiges Verhalten bekommen.Scales of this type are known and, for example, in DE-PS 26 21 483 or in another embodiment in the DE-GM 80 08 791 described. As a coupling element between the load receiver and the transmission lever, these Scales thin straps (DE-GM 80 08 791) or sheet metal strips, which have a cross-sectional reduction produced by embossing, stamping or etching at one or more points (DE-PS 26 21 483). However, these components are very critical in terms of handling and assembly. Even the slightest deviations of the evenness of the coupling element or the parallelism of the mounting surfaces lead to the Coupling element is tensioned during assembly. This can, for example, lead to a change in the effective force application point lead with the load, so that the effective lever arm of the transmission lever depends on the load changes. But even with a flat coupling tape and parallel mounting surfaces, the coupling element can move through the Tighten the torque of the fastening screws during assembly and in extreme cases a cracking frog-like behavior receive.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die eben geschilderten Nachteile konventioneller Koppelelemente in elektronischen Waagen zu vermelden und insbesondere ein Koppelelement anzugeben, daß sich problemlos montieren läßt und das im montierten Zustand eine gut reproduzierbare Kraftübertragung ergibt.The object of the invention is therefore to address the above-mentioned disadvantages of conventional coupling elements in electronic To report scales and, in particular, to specify a coupling element that can be assembled without any problems and that results in a readily reproducible power transmission in the assembled state.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Koppelelement aus einem Rundstab besteht, der In der Nähe seiner Enden je eine, ebenfalls runde Einschnürung aufweist.According to the invention this is achieved in that the Coupling element consists of a round rod, which is also a round constriction near its ends having.
Durch die zwei Einschnürungen entstehen zwei definierte Gelenkstellen, wodurch geringfügige Abweichungen von der Parallelität der Montageflächen ausgeglichen werden können. Durch den durchgehend runden Querschnitt spielt das Problem der Ebenheit des Koppelelementes keine Rolle mehr. Auch die Herstellung des runden Koppelelementes ist einfach, da es sich um ein reines Drehteil handelt.The two constrictions create two defined articulation points, as a result of which slight deviations from the parallelism of the mounting surfaces can be compensated. Due to the continuously round cross-section the problem of the evenness of the coupling element no longer plays a role. Also the production of the round coupling element is easy because it is a pure turned part.
Zweckmäßigerweise beträgt der Durchmesser des Koppelelementes im Bereich der Einschnürung etwa 1/6 des Durchmessers im übrigen Bereich. Diese Dimensionierung bringt ' eine genügende Steifheit des Koppelelementes zwischen den Dünnstellen ohne die Masse des Koppelelementes zu sehr zu erhöhen. Der Übergang vom vollen Querschnitt des Koppelelementes zum eingeschnürten Querschnitt erfolgt zweckmäßigerweise allmählich, um Kerbwirkungen zu vermeiden.The diameter of the coupling element in the area of the constriction is expediently about 1/6 of the diameter in the rest of the area. This dimensioning brings' a sufficient rigidity of the coupling element between the thin spots without increasing the mass of the coupling element too much. The transition from the full cross-section of the coupling element to the constricted cross-section expediently takes place gradually, to notch effects to avoid.
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Die Einspannung des runden Koppelelementes erfolgt vorteilhafterweise an beiden Enden zwischen einer prismatischen Nut und einer ebenen Platte. Dadurch wird das Koppelelement eindeutig in seiner Lage fixiert und es können keine Verspannungen durch das Drehmoment der Befestigungsschrauben beim. Montieren auf das Koppelelement übertragen werden.The round coupling element is advantageously clamped at both ends between a prismatic groove and a flat plate. This will make that The coupling element is clearly fixed in its position and there can be no tension due to the torque of the fastening screws at the. Mount can be transferred to the coupling element.
Aus der Kinematik der Waage ergibt sich, daß normalerweise vor allem die Einschnürung des Koppelbandes, dieFrom the kinematics of the balance it is evident that normally mainly the constriction of the coupling belt, the
zum Übersetzungshebel hin liegt, auf Biegung beansprucht wird. Vorteilhafterweise wird daher diese Einschnürung dünner und/oder langer ausgeführt, so daß die Biegesteifigkeit dieser Einschnürung geringer ist als die Biegesteifigkeit der Einschnürung, die zum Lastaufnehmer hin liegt.towards the transmission lever is stressed on bending. This constriction is therefore advantageous made thinner and / or longer, so that the flexural strength of this constriction is less than that Flexural stiffness of the constriction facing the load receiver.
Ein besonders guter Schutz für die Einschnürungen des Koppelelementes ergibt sich, wenn das Koppelelement im Bereich der Einschnürung von einem Schutzrohr umgeben ist, das auf der einen Seite im Bereich des vollen Durchmessers des Koppelelementes an diesem befestigt ist und das auf der anderen Seite leicht aufgeweitet ist, so daß es hier das Koppelelement im Bereich des vollen Durchmessers mit geringein Abstand umgibt. Dieses Schutzrohr verhindert damit eine zu starke Biegung der dünnen Einschnürung, sowohl bei der Herstellung der Waage, als auch bei einer evtl. auftretenden Knickbeanspruchung des Koppelelementes in der fertigen Waage«A particularly good protection for the constrictions of the coupling element results when the coupling element is in the area the constriction is surrounded by a protective tube, which is on one side in the area of the full diameter of the coupling element is attached to this and which is slightly widened on the other side, so that it is the Surrounds coupling element in the area of the full diameter with a small distance. This protective tube thus prevents Excessive bending of the thin constriction, both when manufacturing the scale and when it occurs Buckling of the coupling element in the finished scale «
Das runde Koppelelement weist in allen Richtungen die gleiche Biegesteifigkeit auf. Falls es bei sehr empfindlichen Waagen notwendig sein sollte, die Biegesteifigkeit in der einen, beim Wägen auf Biegung beanspruchten Richtung noch weiter zu verringern, so wird zweckmääigerweise im Bereich der· Einschnürung zusätzlich durch Materialabtrag, z.B. Schleifen, an einander gegenüberliegenden Seiten ein kleiner Bereich geschaffen, der in dieser beim Wägen auf Biegung beanspruchten Richtung.eine ge-The round coupling element has the same flexural rigidity in all directions. If it is very sensitive Scales should be necessary, the flexural rigidity in one, stressed when weighing on bending In the area of the constriction, it is expedient to additionally reduce the direction by removing material, E.g. loops, a small area is created on opposite sides, which in this direction stressed on bending when weighing.
ringere Biegesteifigkeit aufweist.has lower flexural rigidity.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described below with reference to the figures. It shows:
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Pig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine elektronische Waage,Pig. 1 a vertical section through an electronic balance,
Fig. 2 vergrößert den oberen Teil des Koppelelementes aus Fig. 1 in Seitenansicht,Fig. 2 enlarges the upper part of the coupling element from Fig. 1 in side view,
Fig. 3 einen Teil des Koppelelementes in einer anderen Ausgestaltung im Schnitt,3 shows a part of the coupling element in a different embodiment in section,
Fig. 4 einen Teil des Koppelelementes in einer weiteren4 shows a part of the coupling element in another
Ausgestaltung in Seitenansicht, % Design in side view, %
Fig, 5 den Querschnitt des Koppeleieinentes an der jFig. 5 shows the cross section of the coupling element on the j
Stelle V - V in Fig. H und jPosition V - V in Figs. H and j
!!
Fig. 6 die Befestigung des Koppelelementes am Übersetzungshebel 7 in Aufsicht.6 shows the fastening of the coupling element on the transmission lever 7 in a top view.
Die elektronische Waage in Fig. 1 besteht aus einem ge- ] häusefesten Stützteil 1, an dem über zwei Lenker 4 und 5 £ mit den Gelenkstellen 6 ein Lastaufnehmer 2 in senk- | rechter Richtung beweglich befestigt ist. Der Lastauf- ;· nehmer trägt in seinem oberen Teil die Lastschale 3 zur | Aufnahme des Wägegutes und überträgt die der Masse des Wägegutes entsprechende Kraft über ein Koppelelement 9 auf den kürzeren Hebelarm des Übersetzungshebels 7· Der Ubersetzungshebel 7 ist durch ein Kreuzfedergelenk 8 am Stützteil 1 gelagert. Am längeren Hebelarm des Obersetzungshebels 7 greift die Kompensationskraft an, die hier in Form einer Spule 11 und eines Permanentmagnetsystems 10 zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kompensationskraft dargestellt ist. Die zugehörige Regelelektronik 1st nicht dargestellt, da sie allgemein bekannt und für die Erfindung nicht wesentlich ist.The electronic balance in Fig. 1 consists of a ge] support part 1 fixed to the house, on which two handlebars 4 and 5 pounds with the hinge points 6 a load receiver 2 in the lower | right direction is movably attached. The load-bearing; · In its upper part, the taker carries the load tray 3 to | Receipt of the goods to be weighed and transfers the mass of the Weight corresponding force via a coupling element 9 on the shorter lever arm of the transmission lever 7 · The Transmission lever 7 is by a cross spring joint 8 on Support part 1 stored. The compensation force acts on the longer lever arm of the transfer lever 7, which here in the form of a coil 11 and a permanent magnet system 10 for generating an electromagnetic compensation force is shown. The associated control electronics are not shown as they are generally known and is not essential to the invention.
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Statt der elektromagnetischen Kompensationskraft kann die Kompensationskraft beispielsweise auch durch ein Federelement erzeugt werden, dessen Auslenkung von Dehnungsmeßstreifen erfaßt und in ein elektrisches Signal umgeformt wird. Auch dieses Verfahren ist allgemein |Instead of the electromagnetic compensation force can the compensation force can also be generated, for example, by a spring element whose deflection is controlled by strain gauges is detected and converted into an electrical signal. This procedure is also general |
bekannt, so daß es nicht im einzelnen erläutert werden muß.known, so that it does not have to be explained in detail.
Das Koppelelement 9 besteht aus einem Rundstab, der in der Nähe seines oberen und unteren Endes je eine runde Einschnürung 12 und 13 aufweist. Diese Einschnürungen erzeugen je einen Bereich geringerer Biegesteifigkeit, die die eigentlichen Gelenkstellen des Koppelelementes darstellen. Einzelheiten erkennt man in Fig. 2, in der der obere Teil des Koppelelementes 9 vergrößert in Seitenansicht dargestellt ist. Der Rundstab hat oben einen Bereich mit vollem Durchmesser, der zur Einspannung am Übersetzungshebel 7 vorgesehen ist. Es folgt ein Obergangsbereich 14, innerhalb dessen der Durchmesser allmählich abnimmt. Danach kommt der Bereich der Einschnürung 12, der einen wenigstens näherungsweise konstanten, geringen Durchmesser aufweist. In einem zweiten Ubergangsbereich 15 steigt der Durchmesser wieder allmählich auf den vollen Durchmesser des Rundstabes. Die untere, In Fig. 2 nicht gezeigte Einschnürung 13 ist entsprechend gestaltet. Die Dimensionen des Koppelelementes und der Einschnürungen richten sich nach der Größe, Höchstlast und Auflösung der Waage. Dabei soll das Koppelelement einmal möglichst robust sein, damit es bei der Montage leicht zu handhaben ist, und damit es beispielsweise bei Stoßen auch größere Kräfte ohne Beschädigung übertragen kann. Auf der anderen Seite soll das Koppelelement mög-The coupling element 9 consists of a round rod, which in each has a round constriction 12 and 13 near its upper and lower end. These constrictions each generate an area of lower flexural rigidity, which represent the actual articulation points of the coupling element. Details can be seen in Fig. 2, in which the upper part of the coupling element 9 is shown enlarged in side view. The round bar has one on top Area with full diameter, which is intended to be clamped on the transmission lever 7. A transition area follows 14, within which the diameter gradually increases decreases. Then comes the area of the constriction 12, which has an at least approximately constant, has a small diameter. In a second transition region 15, the diameter gradually increases again to the full diameter of the round rod. The lower constriction 13, not shown in FIG. 2, is corresponding designed. The dimensions of the coupling element and the constrictions depend on the size, maximum load and resolution of the balance. The coupling element should be as robust as possible so that it can be used during assembly is easy to handle, and so that it can transmit larger forces without damage, for example when impacting can. On the other hand, the coupling element should be possible
Il 111Il 111
• · Bt• · Bt
liehst biegeweich sein, damit es bei Verbiegung durch Bauteiltoleranzen oder bei Auslenkung des beweglichen Teils der Waage aus der Soll-Einschwinglage möglichst geringe Reaktionskräfte auf das Wägesystem überträgt. Als Kompromiß dieser entgegengesetzten Anforderungen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Durchmesser des Koppelelementes im Bereich der Einschnürung etwa um den Paktor 6 geringer zu wählen als den Durchmesser des Koppeleleraentes im übrigen Bereich.lends to be flexible so that it through bending Component tolerances or if the moving part of the balance is deflected from the target settling position, if possible transfers low reaction forces to the weighing system. As a compromise of these opposing requirements, it has proven to be useful to adjust the diameter of the coupling element in the area of the constriction should be chosen approximately by the factor 6 smaller than the diameter of the Koppeleleraentes in the rest of the area.
Bei einer Waagengeometrie wie in Fig. 1, wo das Koppel= element an einem sehr kurzen Hebelarm des Übersetzungshebels 7 angreift, wird bei Auslenkung des beweglichen Teils der Waage vor allem die obere Einschnürung 12 auf Biegung beansprucht- Es ist daher vorteilhaft, diese obere Einschnürung 12 etwas langer als die untere Einschnürung 13 zu wählen, wie in Pig. I gezeigt. Selbstverständlich kann derselbe Effekt auch durch einen geringeren Durchmesser der oberen Einschnürung gegenüber der unteren Einschnürung 13 erreicht werden.With a balance geometry as in Fig. 1, where the coupling = element engages on a very short lever arm of the transmission lever 7, when the movable is deflected Part of the balance especially the upper constriction 12 is subject to bending. It is therefore advantageous to use this choose the upper constriction 12 to be somewhat longer than the lower constriction 13, as in Pig. I shown. Of course The same effect can also be achieved through a smaller diameter compared to the upper constriction the lower constriction 13 can be achieved.
Die Einspannung des Koppelelementes 9 am übersetzungshebel 7 zeigt Fig. 5· Der Übersetzungshebel 7 weist eine prismatische Nut 17 auf, in die das Koppelelement 9 bei der Montage gelegt wird und dadurch seitlich fixiert wird. Dann wird eine ebene Platte 16 aufgelegt und mit zwei Schrauben 18 seitlich neben dem Koppelelement festgeschraubt. Durch diese Befestigungsart kann bei der Montage kein Drehmoment auf das Koppelelement übertragen werden.The clamping of the coupling element 9 on the transmission lever 7 shows FIG. 5. The transmission lever 7 has a prismatic groove 17 into which the coupling element 9 is placed during assembly and is thereby fixed at the side. Then a flat plate 16 is placed and screwed tight with two screws 18 next to the coupling element. By this type of attachment no torque can be transmitted to the coupling element during assembly.
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Eine andere Ausgestaltung des Koppelelementes mit einem zusätzlichen Schutzrohr zeigt Fig. 3- Vergrößert dargestellt ist hier die Umgebung einer Einschnürung im Schnitt. Das Schutzrohr 20 ist an seinem einen Ende 21 beispielsweise durch Kleben oder durch Laserschweißen am Koppelelement befestigt. Von dort ragt es über den Bereich der Einschnürung 12 hinaus bis in den Bereich, wo das Koppelelement wieder seinen vollen Durchmesser aufweist. In diesem Bereicrh 22 ist das Schutzrohr leicht aufgeweitet, so daß hier ein umlaufender dünner Spalt zwischen Koppelelement und Schutzrohr entsteht. Dadurch wird eine zu starke Biegebeanspruchung aes eingeschnürten Bereiches des Koppelelementes verhindert, ohne daß die Bewegungsfreiheit für die geringen, beim normalen Wägebetrieb auftretenden Biegungen behindert wird.Another embodiment of the coupling element with an additional protective tube is shown in Fig. 3- Enlarged, the area around a constriction is shown here in section. The protective tube 20 is attached to the coupling element at one end 21, for example by gluing or laser welding. From there it protrudes beyond the area of the constriction 12 into the area where the coupling element again has its full diameter. In this area 22, the protective tube is slightly widened, so that a circumferential thin gap is created here between the coupling element and the protective tube. As a result, excessive bending stress on the constricted area of the coupling element is prevented without the freedom of movement for the small bends occurring during normal weighing operations being hindered.
Auch ohne dieses Schutzrohr ist selbstverständlich in der fertigen Waage ein Schutz des Koppelelementes gegen Ausknicken möglich. Dazu kann z.B. der Lastaufnehmer 2 in Pig. I waagerechte Rippen mit einer senkrechten Bohrung aufweisen, durch die das Koppelelement hir.durchgeführt wird.Even without this protective tube, there is of course a protection of the coupling element against buckling in the finished balance possible. For this purpose, e.g. the load receiver 2 in Pig. I horizontal ribs with a vertical hole have through which the coupling element is carried out will.
Eine weitere Ausgestaltung des Koppelelementes 9 zeigen Fig. 4 und 5· Hler ist zusätzlich zur runden Einschnürung 12 durch Abschleifen an einander gegenüberliegenden Stellen ein kleiner Bereich 19 (Fig.3) entstanden, der keinen runden Querschnitt mehr aufweist, wie Fig. zeigt. Dadurch weist diese Einschnürung 12 in der durch die Abflachungen bestimmten Richtung eine besonders geringe Biegesteifigkeit auf. Dies erschwert zwar die Handhabung des Koppelelementes wieder etwas, aber bei besonders hohen Anforderungen an die Blegeweichnelt d^s Koppelelementes kann dies trotzdem der beste Kompromiß zwischen den obenangegebenen entgegengesetzten Anforderungen an das Koppelelement sein.A further embodiment of the coupling element 9 is shown in FIGS. 4 and 5 in addition to the round constriction 12 a small area 19 (Fig. 3) was created by grinding at opposite points, which no longer has a round cross-section, as shown in FIG. As a result, this constriction 12 has in the the flattened areas have a particularly low flexural rigidity in the specific direction. This complicates the Handling of the coupling element again somewhat, but with particularly high demands on the Blegeweichnelt d ^ s Coupling element this can nevertheless be the best compromise between the opposing requirements given above be to the coupling element.
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Elektronische WaageElectronic scales
Für elektronische Waagen mit einem parallelgeführten Lastaufnehmer, der über ein Koppelelement (9 in Pig.l) mit einem Übersetzungshebel verbunden ist, schlägt die Erfindung vor, dieses Koppelelement aus einem Rundstab herzustellen, der in der Nähe seiner Enden je eine, ebenfalls runde Einschnürung (12,13) aufweist. Durch diese Geometrie ergibt sich ein robustes Koppelelement, das verringerte Anforderungen an die Qualität der Befestlgungsstellen mit guten wägetechnischen Eigenschaften verbindet (Fig. 1).For electronic scales with a parallel-guided Load sensor, which is connected via a coupling element (9 in Pig. 1) is connected to a transmission lever, the invention proposes this coupling element made of a round rod produce, which in the vicinity of its ends each have a, also round constriction (12,13). By this geometry results in a robust coupling element which reduces the demands on the quality of the fastening points with good weighing properties (Fig. 1).
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