DE4141037C2 - Vorrichtung zum Einleiten einer Last in eine Kraftmeßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten einer Last in eine Kraftmeßeinrichtung.

Aus der EP 290 880 A2 ist eine Waage bekannt, deren Lastauf­ nahmeplatte zur momentenfreien Krafteinleitung über ein aus zwei Metallplatten und einer zwischen diesen liegenden Elasto­ merschicht bestehendes Zwischenteil mit der Wägezelle verbunden ist. Nachteilig in bezug auf die Meßgenauigkeit bei der bekann­ ten Vorrichtung ist es, daß jede Verschwenkung oder Verschie­ bung der Lastaufnahmeplatte relativ zur Wägezelle erhebliche Rückstellkräfte und/oder -momente in dem Elastomeren Bauteil auslöst. Weitere Probleme der bekannten Vorrichtung sind Aus­ wirkungen durch das Altern des Materials sowie langfristig auftretende Setzerscheinungen. Die Fähigkeit der Schwingungs­ dämpfung ist wie die Beständigkeit gegen aggressive Atmosphäre ebenfalls sehr unbefriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Einleiten einer Last in eine Kraftmeßeinrichtung zu schaffen, die eine exakte Kraftmessung, frei von das Meßergebnis negativ beein­ flussenden Rückwirkungen ermöglicht. Darüber hinaus soll die Vorrichtung ein gutes Schwingungsdämpfungsverhalten besitzen und eine hohe Beständigkeit, insbesondere gegen aggressive Atmosphäre, aufweisen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrich­ tung zum Einleiten einer Last in eine Kraftmeßeinrichtung mit einem Lastaufnahmeelement, das über ein komprimierbares Zwi­ schenteil mit der Kraftmeßeinrichtung verbunden ist, wobei das Zwischenteil als ein aus zusammengeballtem und gepreßtem Draht gebildetes Kissen ausgeführt ist, und zwischen dem Lastaufnahmeelement und der Kraftmeßeinrichtung eine Lagervorrichtung vorgesehen ist, die eine begrenzte Relativverschiebung quer zur Kraftrichtung zuläßt.

Diese Lösung ermöglicht auf kostengünstige und einfache Weise eine Gewichts- bzw. Kraftmessung, die frei ist von Einflüssen durch Schwingungen, beispielsweise während des Befüllvorganges, und von Verspannungen, welche beispiels­ weise durch Wärmedehnungen auftreten können. Dabei übernimmt das komprimierbare Kissen die Funktion der Schwingungsdämpfung und des Ausgleichs von Winkelversatz, während die Lagervorrichtung dem Dehnungsausgleich dient.

Eine besonders einfach und robust ausgeführte Variante der Erfindung sieht vor, daß die Lagervorrichtung durch eine mit dem Kissen verbundene Gleitfläche und eine zugeordnete Gegenfläche gebildet ist; dabei lädt sich eine Wegbegren­ zung mit sehr geringem Aufwand dadurch realisieren, daß als Gegenfläche der Boden eines die Gleitfläche umgeben­ den topfförmigen Bauteils vorgesehen ist.

Um jegliche Querkraft von dem Kissen fernzuhalten, sieht eine weitere Ausbildungsform der Erfindung vor, daß das Kissen innerhalb eines Aufnahmetopfes angeordnet ist, dessen Außenabmessungen geringer sind als die Innenabmess­ ungen des Bauteils, welches die Gleitfläche umgibt. Eine besonders langlebige und wartungsfreie Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß das Kissen und die Lagervorrich­ tung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.

Eine besondere Flexibilität in bezug auf die Anpassung der Vorrichtung an die Größe der zu messenden Last bietet eine Ausführung, bei welcher die Lagervorrichtung, das Kissen, der Aufnahmetopf und das Bauteil, insbesondere als vormontierbare Baugruppe, mittels einer lösbaren Verbin­ dung an dem Lastaufnahmeelement einerseits und an der Kraftmeßeinrichtung andererseits befestigt ist. Dadurch lassen sich unabhängig voneinander die Wägezelle und/oder die Ausgleichsvorrichtung auswechseln. Unterstützt wird diese Va­ riante dadurch, daß Mittel zum Arretieren des Lastaufnahmee­ lementes in der Vorrichtung integriert sind.

Besonders günstig ist eine Ausführungsform, bei welcher die Kraftmeßeinrichtung einen Biegebalken als Meßfeder aufweist, da dieses Federelement für hochgenaue Messungen besonders geeignet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie der konstruktive Aufbau der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung ein bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Wägezelle 1, welche als Doppelbiegebalken mit applizierten Dehnungsmeßstrei­ fen ausgeführt ist, ist mit einem Ende fest mit der Grundplatte 2 verbunden. Das freie Ende 3 des Biegebalkens ist mit dem Aufnahmetopf 4 für das Metallkissen 5 verschraubt. Das Metall­ kissen 5 besteht aus zusammgeballtem und verpreßtem Draht und überragt in axialer Richtung den Aufnahmetopf 4, in welchem es spielfrei angeordnet ist. Das Metallkissen 5 hat zylindrische Form und trägt an seiner von dem Aufnahmetopf 4 abgewandten Stirnseite eine Gleitlagerscheibe 6, deren Durchmesser dem des Metallkissens 5 entspricht.

Auf der Gleitlagerscheibe 6 liegt der Boden 7 eines topfförmi­ gen Bauteils 8 auf, dessen Innendurchmesser um einen definier­ ten Betrag größer ist, als der Außendurchmesser des Aufnahme­ topfes. Das Bauteil 8 überragt die Gleitlagerscheibe 6 mit radialem Spiel und umgibt auch das Metallkissen 5 teilweise. Zumindest unter Belastung überdecken sich die seitlichen Wan­ dungen des Aufnahmetopfes 4 und des Bauteiles 8, so daß eine exakt definierte Wegbegrenzung sichergestellt ist. Dadurch, daß die Anschläge hierzu von dem Bauteil 8 gebildet werden, ist dafür gesorgt, daß das Metallkissen 5 frei von Querkräften gehalten wird. Das Bauteil 8 ist mittels einer Schraubverbindung an der Lastaufnahmeplatte 9 befestigt. Diese Lastaufnahmeplatte 9 kann direkt von der zu messenden Last beaufschlagt werden; es ist jedoch, insbesondere bei der Behälterverwägung, auch vorgesehen, daß die Lastaufnahmeplatte 9 eine von mehrerer Pratzen eines Behälters trägt. Die anderen Pratzen können dann jeweils einer weiteren Wägezelle mit der oben beschriebenen Lasteinleitungsvorrichtung zugeordnet werden.

Zur Arretierung der Lastaufnahmeplatte 9, beispielsweise beim Austausch der Wägezelle 1 oder der beschriebenen Einleitungsvorrichtung, sind seitlich von Grundplatte 2 und Lastaufnahmeplatte 9 senkrecht zu diesen verlaufende Stützplatten 10 vorgesehen, welche bei Bedarf mit der Lastaufnahmeplatte 9 verschraubt werden.

Im Überdeckungsbereich der beiden Seitenwände des Aufnahmetopfes 4 und des Bauteils 8 ist ein nicht dargestellter Dichtring, beispielsweise ein Nutring oder ein Faltenbalg, vorgesehen, der das Metallkissen 5 sowie die Gleitflächen der Gleitlagerscheibe 6 und des Bodens 7 gegenüber der Umgebung abschirmt.

Als Überlastschutz für die Wägezelle 1 ist unterhalb des freien Endes ein einstellbarer Anschlag auf der Grundplat­ te 2 montiert.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Einleiten einer Last in eine Kraftmeßeinrich­ tung mit einem Lastaufnahmeelement, das über ein komprimier­ bares Zwischenteil mit der Kraftmeßeinrichtung verbunden ist, wobei das Zwischenteil als ein aus zusammengeballtem und ge­ preßtem Draht gebildetes Kissen (5) ausgeführt ist, und zwi­ schen dem Lastaufnahmeelement (9) und der Kraftmeßeinrichtung (1) eine Lagervorrichtung (6, 8) vorgesehen ist, die eine be­ grenzte Relativverschiebung quer zur Kraftrichtung zuläßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung durch eine mit dem Kissen (5) verbundene Gleitfläche (6) und eine zugeordnete Gegen­ fläche (7) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenfläche der Boden (7) eines die Gleit­ fläche (6) umgebenden topfförmigen Bauteils (8) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (5) innerhalb eines Aufnahmetopfes (4) angeordnet ist, der geringere Außenabmessungen als die Innenabmessungen des Bauteils (8) besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (5) und die Lagervorrichtung (6, 7) gegenüber der Umgebung abgedichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung (6, 7), das Kissen (5), der Aufnahmetopf (4) und das Bauteil (8) mittels einer lösbaren Verbindung zwischen dem Lastaufnahmeelement (9) und der Kraftmeßeinrich­ tung (1) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Arretieren des Lastaufnahmeelementes (9).

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (1) einen Biegebalken als Meßfeder aufweist.