CH657453A5

CH657453A5 - Oberschalige elektronische waage.

Info

Publication number: CH657453A5
Application number: CH939/82A
Authority: CH
Inventors: Erich Knothe; Franz-Josef Melcher; Juergen Ober; Walter Soedler; Veronika Martens
Original assignee: Sartorius Gmbh
Priority date: 1981-02-21
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1986-08-29
Also published as: GB2093599B; JPH0138248B2; GB2093599A; US4401176A; JPS57153223A; DE8104877U1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage mit einer Waagschale, die sich oberhalb des Waagengehäuses befindet und die sich über ein Verbindungsstück auf einem innerhalb des Waagengehäuses angeordneten Lastaufnehmer abstützt, wobei der Lastaufnehmer Teil eines wegarmen Kraftmesssystems ist.

Bei diesen oberschaligen Waagen ist für die Verbindung zwischen Waagschale und Lastaufnehmer im allgemeinen in der Oberseite des Gehäuses ein rundes Loch vorgesehen, dessen Durchmesser um einiges grösser ist als der Durchmesser des Verbindungsstückes zwischen Waagschale und Lastaufnehmer, da sowohl die Toleranzen des im allgemeinen aus mindestens zwei Teilen zusammengesetztem Gehäuses als auch die Toleranzen des darin montierten Kraftmesssystems aufgefangen werden müssen. Dieser so entstehende, verhältnismässig breite Spalt verringert jedoch die Schutzfunktion des Gehäuses gegen äusseren Luftzug und gegen

Staubablagerungen auf dem Messsystem. Weiter ist der Innenraum im Gehäuse einer elektronischen Waage wegen der Verlustwärme der elektronischen Bauelemente etwas wärmer als die Umgebung. Dadurch kann sich in dem obenerwähnten Spalt aufgrund der Kaminwirkung eine Luftströmung ausbilden, die direkt an der Waagschale vorbeiführt und so die Wägung verfälscht. Besonders bei hochauflösenden Waagen, die das Milligramm oder sogar Bruchteile davon anzeigen, tritt dieser Effekt in Erscheinung. Besonders störend ist er bei Waagen, die um die Waagschale einen mehr oder weniger luftdichten Windschutz aufweisen, der zum Beschicken der Waage geöffnet wird. Bei geöffnetem Windschutz stellt sich ein anderer Strömungszustand ein als bei geschlossenem Windschutz, so dass auch die Rückwirkung auf die Waagschale verschieden ist und sich eine andere Anzeige der Waage bei geschlossenem und bei geöffnetem Windschutz ergeben kann.

Weiter ist es bekannt, den Schutz des Kraftmesssystems vor äusseren Einflüssen dadurch zu verbessern, dass der Spalt zwischen dem Verbindungsstück zwischen Waagschale und Lastaufnehmer einerseits und dem Gehäuse andererseits in Form eines Labyrinthes ausgebildet ist. Dabei sind mehrere kurze Zylinderstücke konzentrisch mit wachsendem Durchmesser abwechselnd am Gehäuse und an der Waag- • schale befestigt. Dies ergibt zwar einen guten Staubschutz, der obenbeschriebene störende Einfluss der aus dem Inneren des Waagengehäuses aufsteigenden, erwärmten Luft bleibt aber bestehen, denn durch den Strömungswiderstand des Labyrinthes wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwar geringer, dafür aber überträgt die strömende Luft bei jeder Umlenkung innerhalb des Labyrinthes von neuem einen senkrechten Impuls auf die Waagschale. Daneben hat ein Labyrinth den Nachteil, dass das unter der Waagschale befindliche Luftpolster vergrössert wird, so dass bei Temperaturunterschieden zwischen diesem Luftpolster und der Umgebungsluft die Auftriebskräfte auf die Waagschale grösser ausfallen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine oberschalige elektronische Waage so weiterzubilden, dass die Waagschale mit ihrer Durchführung zum Lastaufnehmer im Inneren des Waagengehäuses besser gegen den Einfluss von Luftströmungen und Lufttemperaturunterschieden geschützt ist.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass unterhalb der Waagschale im Abstand zu dieser ein Unterteller am Waagengehäuse befestigt ist, dass der Unterteller im Zentrum ein Loch aufweist, durch das das Verbindungsstück zwischen Waagschale und Lastaufnehmer mit seitlichem Spiel hindurchpasst, wodurch sich ein erster Weg für einen Luftaustausch zwischen Innenraum (11) des Waagengehäuses (1) und Aussenraum (20) ergibt und dass der Unterteller (7) so ausgebildet ist, dass zwischen Unterteller (7) und Waagengehäuse (1) ein zweiter Weg zwischen dem Innenraum (11) des Waagengehäuses (1) und dem Aussenraum (20) für die Luft offenbleibt, wobei der genannte Abstand und das genannte seitliche Spiel so gering sind, dass der erste Weg der Luft einen sehr viel grösseren Strömungswiderstand bietet als der zweite Weg.

Durch den Einbau des Untertellers wird das Luftpolster unterhalb der Waagschale auf ein Minimum reduziert. Weiter wird durch den Unterteller der Strömungsweg der Luft zwischen Innenraum des Gehäuses und Aussenraum in zwei Bereiche aufgeteilt, nämlich erstens in einen Weg mit hohem Strömungswiderstand durch den Spalt zwischen Unterteller und Verbindungsstück zwischen Waagschale und Lastaufnehmer und durch den Zwischenraum zwischen Waagschale und Unterteller, und zweitens einen Weg mit geringem Strömungswiderstand, der zwischen Unterteller und Waagengehäuse entlangführt. Der grösste Teil der Luft wird deshalb

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durch den strömungsgünstigeren Weg strömen, und so gar nicht mit der Waagschale in Berührung kommen. Der Spalt zwischen Unterteller und Verbindungsstück zwischen Waagschale und Lastaufnehmer ist trotz Bauteile- und Montagetoleranzen möglich, da der Unterteller auf dem Gehäuse befestigt ist.

Der Unterteller wird zweckmässigerweise grösser als die Waagschale ausgebildet, damit die zwischen Unterteller und Waagengehäuse entlangströmende Luft sicher von der Waagschale ferngehalten wird. Dies wird besonders gut erreicht, wenn der Unterteller einen hochstehenden Kragen trägt, der ausserhalb der Waagschale umläuft. Zusätzlich werden durch diesen hochstehenden Kragen Luftströmungen aus der Umgebung der Waage von der Waagschale weggelenkt und beeinflussen diese weniger. Der hochstehende Kragen liegt dabei vorteilhafterweise nur auf dem Unterteller auf und kann von diesem abgenommen werdeil. Dadurch ist es leichter möglich, z. B. für Reinigungszwecke, die Waagschale abzunehmen. Weiter sind vorteilhafterweise zwischen hochstehendem Kragen und Unterteller Öffnungen vorgesehen, die ein Abfliessen von Flüssigkeit gestatten, die evtl. zwischen Waagschale und hochstehendem Kragen eingedrungen ist. Um zu verhindern, dass diese evtl. eingedrungene Flüssigkeit in das Innere des Waagengehäuses gelangt, hat der Unterteller vorteilhafterweise auf seiner Oberseite einen ringförmigen Wulst um das zentrische Loch.

Daneben ist es zweckmässig, die Oberseite des Untertellers in ihrer Form der Unterseite der Waagschale anzugleichen. Beispielsweise können Waagschale und Unterteller in der gleichen Tiefziehform hergestellt werden. Dadurch fallen keine zusätzlichen Formkosten an, gleichzeitig wird auch das verbleibende Luftvolumen zwischen Waagschale und Unterteller besonders gering.

Soll die Waagschale besonders gut gegen von aussen kommende Luftströmungen geschützt werden, so kann in einer vorteilhaften Weiterbildung zusätzlich zum Unterteller ein Ring in Form eines Kegelstumpfes oder eines Zylinders um den Unterteller und die Waagschale vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beispielsweise beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 und Fig. 2 je eine Ausgestaltung der oberschaligen elektronischen Waage im Schnitt, wobei nur die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Teile dargestellt sind.

Die elektronische Waage in Fig. 1 besteht aus einem weitgehend geschlossenen Gehäuse 1, das nur zum Teil gezeichnet ist, weiter aus einem wegarmen Kraftmesssystem 2, das z.B. nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation arbeiten kann, wie es z.B. in der DE-OS 2 919 227 beschrieben ist, das aber auch als Schwingsaiten-System oder als Dehnungsmessstreifen-Wägezelle aufgebaut sein kann. Dieses in Fig. 1 nur angedeutete Kraftmesssystem

2 besitzt als Krafteinleitungspunkt einen Lastaufnehmer 6, auf dem über ein Verbindungsstück 4 und 5 die Waagschale

3 befestigt ist. Zur Durchführung weist das Gehäuse 1 an dieser Stelle ein rundes Loch 10 auf. Unterhalb der Waagschale 3 befindet sich ein Unterteller 7, der durch Schrauben 8 am Waagengehäuse 1 befestigt ist. Durch Abstandsstücke 19 ist dafür gesorgt, dass zwischen Unterteller 7 und Waagengehäuse 1 ein Abstand bleibt, ebenso ist zwischen der Hülse 12 des Untertellers und dem Rand des Loches 10 ein grosser Abstand, so dass zwischen Unterteller 7 und Waagengehäuse 1 ein Weg mit geringem Strömungswiderstand zwischen Innenraum 11 des Waagengehäuses und Aussenraum 20 für die Luft offenbleibt.

Demgegenüber ist das Loch in der Hülse 12 des Untertellers nur wenig grösser als der Aussendurchmesser des Verbindungsstückes 4, ebenso ist der Abstand zwischen Waagschale 3 und Unterteller 7 klein, so dass dieser Weg zwischen Innenraum 11 des Waagengehäuses und Aussenraum 20 der Luft einen sehr viel grösseren Strömungswiderstand bietet, s Die Luft im Inneren 11 des Waagengehäuses, die durch die Verlustleistung der elektronischen Waage etwas wärmer als die Umgebungsluft ist, kann also zwischen Unterteller 7 und Waagengehäuse entweichen, ohne mit der Waagschale 3 in Berührung zu kommen und ohne das Wägeergebnis zu be-lo einflussen. Auch die Auftriebskräfte dieser erwärmten Luft können sich kaum auf das Wägeergebnis auswirken, da einmal das Luftvolumen zwischen Waagschale 3 und Unterteller 7 sehr klein ist, und da zum anderen die Luft in diesem Bereich durch die grossen Oberflächen schon deutlich weni-15 ger Übertemperatur aufweist.

Auf dem Unterteller 7 sitzt weiter ein Kragen 17, der ausserhalb der Waagschale 3 umläuft und etwas über deren Oberkante hinausreicht. Dieser Kragen lenkt Luftströmungen, die die Waage beispielsweise während des Beschik-2o kungsvorganges durch Öffnen des angedeuteten Windschutzes 22 treffen, von der Waagschale weg. Durch einige Sicken im Kragen 17 sind Öffnungen 13 erzeugt, so dass Flüssigkeit, die in den Raum zwischen Unterteller 7, Kragen 17 und Waagschale 3 eingedrungen ist, abfliessen kann. Ein Wulst 25 14, erzeugt durch eine kleine Verlängerung der Hülse 12,

sorgt dafür, dass diese Flüssigkeit nicht in den engen Spalt zwischen der Hülse 12 und dem Verbindungsstück 4 gelangen kann. In gleicher Weise sorgt ein Wulst 18 am Gehäuse 1 dafür, dass diese Flüssigkeit nicht durch das Loch 10 in das 30 Innere der Waage gelangen kann.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausgestaltung der elektronischen Waage. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet. In dieser Ausgestaltung ist der Unterteller 7 nicht in seinem äusseren Bereich über Ab-35 standsstücke am Gehäuse befestigt, wie in Fig. 1, sondern nahe der Mitte durch Schrauben 9. Durch Löcher 15 im Mittelteil 16 des Untertellers ist wieder für einen Luftweg mit geringem Strömungswiderstand zwischen Innenraum 11 des Waagengehäuses und Aussenraum 20 gesorgt. Ebenso ergibt 40 der enge Spalt zwischen dem Mittelteil 16 des Untertellers und dem Verbindungsstück 4 und 5 zwischen Waagschale und Lastaufnehmer einen grossen Strömungswiderstand, der durch den geringen Abstand zwischen Unterteller 7 und Waagschale 3 weiter vergrössert wird.

45 Das Gehäuse ist in diesem Fall zweischalig ausgeführt: es besteht aus einer inneren Wand 1 und einer äusseren Wand 21, zwischen denen sich ein Luftraum befindet. Diese Bauweise ist bei besonders hochauflösenden Waagen günstig, um z. B. das Kraftmesssystem vor dem Einfluss der Wär-50 meausstrahlung der Bedienungsperson zu schützen. In diesem Fall des zweischaligen Gehäuses ist der Unterteller an seinem Mittelteil 16 an der inneren Wand 1 des Gehäuses befestigt, und er sorgt dafür, dass sowohl die Luft aus dem Innenraum 11 der Waage als auch die Luft zwischen der inne-55 ren Wand 1 und der äusseren Wand 21 mit geringem Strömungswiderstand entweichen kann, ohne die Waagschale 3 zu beeinflussen. Zur Demontage des äusseren Gehäuses 21 kann in diesem Fall der äussere Teil des Untertellers 7 von seinem Mittelstück 16 gelöst werden.

60 Fig. 2 zeigt weiterhin einen hochstehenden Kragen 17 auf dem Unterteller, wobei in diesem Fall durch Löcher 23 für ein Abfliessen evtl. eingedrungener Flüssigkeit gesorgt ist. Als zusätzliche Abschirmmassnahme gegen äussere Luftströmungen ist ein Ring 24 in Form eines Kegelstumpfes auf das 65 Waagengehäuse aufgesetzt.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

657 453 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektronische Waage mit einer Waagschale, die sich oberhalb des Waagengehäuses befindet und die sich über ein Verbindungsstück auf einem innerhalb des Waagengehäuses angeordneten Lastaufnehmer abstützt, wobei der Lastaufnehmer Teil eines wegarmen Kraftmesssystems ist, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Waagschale (3) im Abstand zu dieser ein Unterteller (7) am Waagengehäuse (1) befestigt ist, dass der Unterteller (7) im Zentrum ein Loch aufweist, durch das das Verbindungsstück (4,5) zwischen Waagschale (3) und Lastaufnehmer (6) mit seitlichem Spiel hindurchpasst, wodurch sich ein erster Weg für einen Luftaustausch zwischen Innenraum (11) des Waagengehäuses (1) und Aussenraum (20) ergibt und dass der Unterteller (7) so ausgebildet ist, dass zwischen Unterteller (7) und Waagengehäuse (1) ein zweiter Weg zwischen dem Innenraum (11) des Waagengehäuses (1) und dem Aussenraum (20) für die Luft offenbleibt, wobei der genannte Abstand und das genannte seitliche Spiel so gering sind, dass der erste Weg der Luft einen sehr viel grösseren Strömungswiderstand bietet als der zweite Weg.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteller (7) grösser als die Waagschale (3) ausgebildet ist.

3. Waage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteller (7) einen hochstehenden Kragen (17) trägt, der ausserhalb der Waagschale (3) umläuft.

4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der hochstehende Kragen (17) auf dem Unterteller aufliegt und von diesem abnehmbar ist.

5. Waage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen hochstehendem Kragen (17) und Unterteller (7) Öffnungen (13,23) vorgesehen sind, die ein Abflies-sen von Flüssigkeit gestatten, die evtl. zwischen Waagschale (3) und hochstehendem Kragen (17) eingedrungen ist.

6. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteller (7) auf seiner Oberseite einen ringförmigen Wulst (14) um das zentrische Loch aufweist.

7. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Untertellers (7) in ihrer Form der Unterseite der Waagschale (3) angeglichen ist.

8. Waage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Unterteller (7) ein Ring (24) in Form eines Kegelstumpfes oder eines Zylinders um den Unterteller (7) und die Waagschale (3) vorgesehen ist.