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Dokumentenidentifikation DE60121673T2 12.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001160547
Titel Elektronische Waage
Anmelder Shimadzu Corp., Kyoto, JP
Erfinder Komoto, Akira, Nakagyo-ku, Kyoto 604-8511, JP
Vertreter Wilhelms, Kilian & Partner, 81541 München
DE-Aktenzeichen 60121673
Vertragsstaaten CH, DE, FR, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.05.2001
EP-Aktenzeichen 011125697
EP-Offenlegungsdatum 05.12.2001
EP date of grant 26.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.07.2007
IPC-Hauptklasse G01G 21/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Waage, welche mit einem Roberval-Mechanismus versehen ist. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf eine mit einem Waagemechanismus versehene elektronische Waage, und auch auf eine mit verschiedenen Lastsensoren versehene elektronische Waage ohne Waagemechanismus.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei vielen solchen elektronischen Waagen beider Arten ist eine Waagschale zur Anbringung einer zu messenden Last von einem Roberval-Mechanismus (auch als Parallelführung bezeichnet) abgestützt, um die Bewegung der Waagschale zu steuern. Der Roberval-Mechanismus hat einen Aufbau, bei welchem eine bewegliche Säule durch einen oberen und unteren Balken, die parallel zueinander sind, für eine feste Säule, die an dem Gestell eines Mechanismus einer Waage der einen oder anderen Art befestigt oder mit diesem fest verbunden ist, gehaltert wird. Beide Enden eines jeden Balkens sind über einen elastischen Hebeldrehpunkt mit der festen Säule bzw. beweglichen Säule verbunden. Eine Waagschale wird durch die bewegliche Säule gehaltert. Eine auf die Waagschale arbeitende Last wird dann über eine bewegliche Säule oder auch über einen Hebel auf einen elektrischen Lastnachweisabschnitt übertragen. Der elektrische Lastnachweisabschnitt enthält einen Verschiebungssensor und einen Erzeuger für eine elektromagnetische Kraft, die im Falle einer eine elektromagnetische Kraft ausgleichenden elektronischen Waage unter Verwendung einer Ausgabe des Sensors als festgestellten Wert geregelt wird. Ferner enthält der Abschnitt eine Vibrationssehne und ihren Erregungsabschnitt im Falle einer Sehnenvibrationswaage.

Als die obigen Roberval-Mechanismen sind die folgenden Roberval-Mechanismen, welche einen Aufbau haben, der durch Zusammenbau einer festen Säule, einer beweglichen Säule und eines oberen und unteren Balkens als voneinander unabhängige Element gewonnen ist, offenbart im Amtsblatt japanischer ungeprüfter Gebrauchsmusterveröffentlichungen Nr. Sho 63-35924 (1988), und ferner ein integrierter Aufbau, der durch Bohren eines einzelnen flachen Basismaterials, offenbart im Amtsblatt japanischer ungeprüfter Patentveröffentlichungen Nr. Sho 63-277936 (1988) bekannt.

Die obigen Roberval-Mechanismen verhindern jeweils, dass sich eine Waagschale kippt oder neigt, und haben ferner eine Funktion zur Beseitigung eines Fehlers, der auf eine einseitige Belastung der Waagschale zurückgeht, d. h., eines Viereckenfehlers (einseitigen Fehlers).

Die Viereckenfehler-Eliminationsfunktion des Roberval-Mechanismus wird erst bewirkt, wenn die Parallelität eines oberen und eines unteren Balkens strikt einjustiert ist. Anders ausgedrückt, werden vorher elastische Drehpunktsabschnitte so einjustiert, dass vertikale Abstände der Drehpunktsabschnitte zusammenfallen. Allgemein liegt die Genauigkeit der Parallelität im Bereich zwischen 0,1 und 10 &mgr;m, wenngleich sie von einem zulässigen Viereckenfehler (Waagegenauigkeit) abhängt. Es ist daher schwierig, die Parallelitätsgenauigkeit gemäß der Bearbeitungsgenauigkeit eines Teils einzuhalten, und es ist eine Justierung unter tatsächlicher Änderung der Lastanbringungspositionen auf der Waagschale nach der Montage, d. h., die sogenannte Viereckenfehlerjustierung, erforderlich.

Der Viereckenfehlerabgleich wird durchgeführt, indem ein Einseitenfehler in der Längsrichtung eines jeden Balkens des Roberval-Mechanismus, d. h., der Axialrichtung (nachfolgend als Längsrichtung bezeichnet) und der Richtung senkrecht zur Längsrichtung (nachfolgend als Querrichtung bezeichnet) unter Veränderung der Lastanbringungspositionen auf einer Waagschale abgeglichen wird. Daher werden im Falle eines Roberval-Mechanismus eines integrierten Aufbaus Abschnitte, die vorne, hinten, rechts und links entsprechen, von einem Teil von elastischen Drehpunktsabschnitten an beiden Enden eines oberen bzw. unteren Balkens entfernt, oder, wie im Amtsblatt ungeprüfter Gebrauchsmusterveröffentlichungen Nr. Sho-35924 (1988) beschrieben, der Ausgleichmechanismus eines entsprechenden Abschnitts im Falle eines mit einem Justiermechanismus versehenen Roberval-Mechanismus betätigt, um die Position eines festen Abschnitts zu einer festen Säule eines jeden elastischen Drehpunktsabschnitts millimeterweise zu bewegen.

Bei den obigen Roberval-Mechanismen ist die Steifigkeit in der Querrichtung niedriger als diejenige in der Längsrichtung, wodurch ein Einseitenfehler in der Querrichtung leicht auftritt, weil der Roberval-Mechanismus mit integriertem Aufbau, der durch Bohren eines flachen Basismaterials gewonnen ist, eine geringe Abmessung in der Querrichtung hat. Daher hat der obige Roberval-Mechanismus mit integriertem Aufbau das Problem, dass er nur schwer einem großen Gewicht oder einer großen Waagschale entsprechen kann.

Andererseits hat ein Roberval-Mechanismus vom Zusammenbautyp das Problem, dass das Abgleichergebnis eines Einseitenfehlers in Längsrichtung dasjenige eines Einseitenfehlers in den Querrichtungen beeinflusst und umgekehrt, so dass der Abgleich der Fehler schwierig ist.

Der Erfinder hat eine elektronische Waage vorgeschlagen, die in der Lage ist, obige Probleme zu lösen und das Auftreten eines Einseitenfehlers in Querrichtung auch dann zu verhindern, wenn ein Roberval-Mechanismus mit geringer Steifigkeit in Querrichtung verwendet wird, sowie den Abgleich eines Viereckenfehlers des Mechanismus verglichen mit dem herkömmlichen Fall (siehe Amtsblatt japanischer ungeprüfter Patentveröffentlichungen Nr. 2000-162026) zu vereinfachen. Im Falle der elektronischen Waage mit Waagemechanismus wird ein zweiter Roberval-Mechanismus senkrecht zu einem Roberval-Mechanismus (erster Roberval-Mechanismus), bei welchem eine Waagschale durch eine bewegliche Säule, bei Betrachtung von oben, abgestützt wird, verwendet, wobei die bewegliche Säule des zweiten Roberval-Mechanismus mit derjenigen des ersten Roberval-Mechanismus integriert ist. Dann wird eine axial gerichtete (in Längsrichtung gerichtete) einseitige Last des ersten Roberval-Mechanismus vom ersten Roberval-Mechanismus geschultert und eine einseitige Last in Querrichtung des ersten Roberval-Mechanismus (Verwindungsrichtung um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus) hauptsächlich vom zweiten Roberval-Mechanismus geschultert. Dadurch wird die Abgleichbarkeit verbessert, indem der Abgleich einer einseitigen Last in Querrichtung von derjenigen in Längsrichtung getrennt wird, und gleichzeitig kann die Schwäche des ersten Roberval-Mechanismus hinsichtlich Querrichtungssteifigkeit abgedeckt werden.

Ferner ist bevorzugt, einen flexiblen Abschnitt, der in Neigungsrichtung der beweglichen Säule des ersten Roberval-Mechanismus, bei welchem ein Neigen durch eine einseitige Last in Axialrichtung des ersten Roberval-Mechanismus bewirkt wird, weich ist, anders ausgedrückt, einen biegsamen Abschnitt zum Vorsehen von Biegsamkeit in Längsrichtung eines Balkens des ersten Roberval-Mechanismus für den zweiten Roberval-Mechanismus vorzusehen. In diesem Fall ist es, wenn eine einseitige Last in Axialrichtung des ersten Roberval-Mechanismus und dadurch eine Kraft zum Neigen der beweglichen Säule in Axialrichtung wirkt, möglich die Kraft durch den biegsamen Abschnitt zu absorbieren und zu verhindern, dass der zweite Roberval-Mechanismus, der sich in die bewegliche Säule im Wesentlichen teilt, beeinflusst wird.

Ferner schwankt im Falle des oben vorgeschlagenen Aufbaus durch Aufnahme des ersten Roberval-Mechanismus in einem quadratischen Rohr so, dass die Axialrichtung parallel zur Achse-Mitte-Richtung des quadratischen Rohres ist, und Anordnen des zweiten Roberval-Mechanismus an einer Endfläche des quadratischen Rohrs die Lagebeziehung zwischen festen Säulen zweier Roberval-Mechanismen nicht als Folge einer zu messenden Last, und es lässt sich eine kompakte elektronische Waage hoher Leistung mit hoher Steifigkeit gewinnen, indem die hohe Torsionssteifigkeit des quadratischen Rohres ausgenutzt wird.

Gemäß dem obigen Vorschlag des Erfinders ist es möglich, Einseitenfehler im Wesentlichen unabhängig in der Längs- und Querrichtung zu einer Waagschale bei dem ersten und zweiten Roberval-Mechanismus abzugleichen und eine hochsteife und kompakte elektronische Waage durch Kombinieren dieses ersten und zweiten Roberval-Mechanismus mit quadratischen Rohren zu verwirklichen. Gemäß einer weiteren ausführlichen Untersuchung durch den Erfinder wurden jedoch die folgenden Probleme geklärt.

Anders ausgedrückt ist, wenn eine einseitige Last in Querrichtung arbeitet, d. h., wenn eine verwindungsgerichtete Kraft um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus arbeitet, eine bewegliche Säule wirksam, weil der zweite Roberval-Mechanismus vorhanden ist, und dadurch wird die Säule steif, der erste Roberval-Mechanismus wird aber ebenfalls leicht abgelenkt. Im Ergebnis zeigt sich, dass ein Einseitenfehler durch den zweiten Roberval-Mechanismus mit einem Einseitenfehler durch den ersten Roberval-Mechanismus wechselwirkt, und dies stellt einen Faktor zur Verhinderung eines vollständigen Einseitenfehlerabgleichs dar.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Die Erfindung wurde zur Lösung obiger Probleme gemacht und ihre Aufgabe ist es, eine elektronische Waage zu schaffen, welche obigen Verhinderungsfaktor eliminiert und einen Einseitenfehler einfach mit hoher Genauigkeit abgleicht.

Zur Lösung obiger Aufgabe weist eine elektronische Waage gemäß der Erfindung einen ersten Roberval-Mechanismus, bei welchem eine feste Säule durch eine bewegliche Säule über zueinander parallele obere und untere Balken gehaltert wird, um eine Waagschale durch die bewegliche Säule zu haltern und eine auf die Waagschale einwirkende Last über die bewegliche Säule auf einen elektrischen Lastnachweisabschnitt zu übertragen, auf. Ferner weist die elektronische Waage einen zweiten Roberval-Mechanismus auf, der mit zu den Balken des ersten Roberval-Mechanismus nahezu orthogonalen und zueinander parallelen oberen und unteren Balken versehen ist. Die bewegliche Säule des zweiten Roberval-Mechanismus ist mit derjenigen des ersten Roberval-Mechanismus integriert. Ferner ist der erste Roberval-Mechanismus in einem quadratischen Rohr längs seiner Axialrichtung aufgenommen und der zweite Roberval-Mechanismus an einem Ende des quadratischen Rohres angeordnet. Außerdem ist ein biegsamer Abschnitt, der schwach in Torsion um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus und steif in axialdirektionaler einseitiger Last ist, an dem ersten Roberval-Mechanismus ausgebildet und ein biegsamer Abschnitt, der in Neigungsrichtung des ersten Roberval-Mechanismus als Folge einer einseitigen Last in Axialrichtung des ersten Roberval-Mechanismus biegsam ist, am zweiten Roberval-Mechanismus ausgebildet.

Die vorliegende Erfindung beseitigt den obigen Verhinderungsfaktor, um einen Einseitenfehler einer elektronischen Waage gemäß dem Vorschlag des Erfinders genauer abzugleichen. Gemäß dem Vorschlag des Erfinders wird ein hochsteifer und kompakter Mechanismus gewonnen, welcher unabhängig Einseitenfehler in Längs- und Querrichtung abgleicht und die Steifigkeit eines quadratischen Rohres durch Verwendung eines zweiten Roberval-Mechanismus, der bei Blick von oben orthogonal ist, zusätzlich bei einem ersten Roberval-Mechanismus ausnutzt, wobei sich beide Mechanismen in eine bewegliche Säule teilen. Im Falle der vorliegenden Erfindung jedoch ist ein biegsamer Abschnitt, der schwach in Torsion um die Achse eines ersten Roberval-Mechanismus und steif in axialdirektionaler Einseitenlast ist, an dem ersten Roberval-Mechanismus ausgebildet. Dadurch wird, wenn eine einseitige Last, die ein Torsionsmoment um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus bewirkt, d. h., eine einseitige Last in Querrichtung, wirkt, die Last durch den am ersten Roberval-Mechanismus ausgebildeten biegsamen Abschnitt absorbiert und damit der erste Roberval-Mechanismus nicht gebogen. Es ist also möglich zu verhindern, dass die Last den ersten Roberval-Mechanismus beeinflusst.

Daher ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den ersten und den zweiten Roberval-Mechanismus getrennt einseitige Lasten in der Axialrichtung des ersten Roberval-Mechanismus und in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung, d. h. einseitige Lasten in Längs- und Querrichtung, schultern zu lassen, während die Mechanismen kaum voneinander beeinflusst werden, und einfach einen Einseitenfehler bei hoher Genauigkeit durch eine hochsteife und kompakte elektronische Waage abzugleichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Aufbau des wesentlichen Abschnitts des Wiegemechanismus der ersten Ausführungsform in 1 zeigt; und

3 ist eine Schnittansicht, welche einen Aufbau eines wesentlichen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts des Wiegemechanismus der Ausführungsform der 2.

Ein erster Roberval-Mechanismus 1 ist durch eine feste Säule 11, eine bewegliche Säule 12 sowie einen oberen und unteren horizontalen Balken 13a und 13b, die zwischen den Säulen 11 und 12 vorhanden und parallel zueinander vorhanden sind, gebildet. Elastische Hebeldrehpunkte E sind in der Nähe beider Enden der Balken 13a und 13b ausgebildet. Der erste Roberval-Mechanismus 1 wird durch Ausbilden einer Bohrung oder eines Schlitzes auf einem Basismaterial gleichförmigen Querschnitts gewonnen. Ferner sind ein Hebel 2, sein Drehpunkt 2a und ein Verbindungselement 3 zur Verbindung des Hebels 2 mit der beweglichen Säule 12 ebenfalls einstückig aus dem Basismaterial, aus dem auch der erste Roberval-Mechanismus 1 ausgeschnitten wird, ausgeschnitten, indem das Basismaterial gebohrt oder geschlitzt wird.

Ein Lastsensor 5 vom Drehgabeltyp oder Sehnenschwingungstyp ist zwischen die feste Säule 11 und den Hebel 2 des ersten Roberval-Mechanismus 1 gesetzt. Eine auf die bewegliche Säule 12 einwirkende Last neigt den Hebel 2 über das Verbindungselement 3. Die Last wird dann durch das Kippen des Hebels 2 auf den Lastsensor 5 übertragen und ein elektrisches Signal, das zur Größe der Last proportional ist, durch den Lastsensor 5 erzeugt.

Der erste Roberval-Mechanismus 1 ist in einem quadratischen Rohr 7 so aufgenommen, dass Axialrichtungen (Längsrichtungen) des Mechanismus 1 und des Rohres 7 zueinander parallel werden. Ein oberer und ein unterer Verbindungsarm 11a und 11b sind integriert auf der festen Säule 11 ausgebildet. Vorderenden der Verbindungsarme 11a und 11b sind an einem Deckel 71 befestigt, der an einem Ende des quadratischen Rohres 7 befestigt ist. Dann wird ein zweiter Roberval-Mechanismus 6 am anderen Ende des quadratischen Rohres 7 angebracht. Ein Einführungsloch 72 für eine Feile zum Nachschaben der elastischen Drehpunkte E des ersten Roberval-Mechanismus 1 ist an der Seitenfläche des quadratischen Rohres 7 ausgebildet, um einen Einseitenfehler des Roberval-Mechanismus 1 abzugleichen.

Der zweite Roberval-Mechanismus 6 ist durch Ausbilden einer Bohrung oder eines Schlitzes an einem Flachbasismaterial ähnlich dem Fall des ersten Roberval-Mechanismus 1 ausgebildet. Der zweite Roberval-Mechanismus 6 ist aus einer festen Säule 61, einer beweglichen Säule 62 und einem oberen und einem unteren horizontalen Balken 63a und 63b, die zwischen den Säulen 61 und 62 vorhanden und zueinander parallel sind, ausgebildet. Elastische Drehpunkte e sind in der Nähe beider Enden der Balken 63a und 63b ausgebildet. Die feste Säule 61 geht weiter durch obere und untere Außenseiten der oberen und unteren Balken 63a und 63b hindurch und erstreckt sich zur beweglichen Säule 62, und ferner sind Vorderenden der erstreckten Abschnitte zur Ausbildung eines Quadrates insgesamt miteinander verbunden. Ferner ist die rechteckig bearbeitete feste Säule 61 an einem Ende des quadratischen Rohres 7 mit Schrauben befestigt. Während die Säule 61 am Rohr 7 befestigt ist, sind die Balken 63a und 63b des zweiten Roberval-Mechanismus 6 zu Balken 13a und 13b des ersten Roberval-Mechanismus 1 senkrecht. In obigem Zustand ist die bewegliche Säule 62 des zweiten Roberval-Mechanismus 6 an der beweglichen Säule 12 des ersten Roberval-Mechanismus 1 durch Schrauben 64 befestigt. Ferner ist ein Waagschalenanbringungsteil 61 an der beweglichen Säule 62 mit den gleichen Schrauben 64 befestigt. Eine flache Waagschalenaufnahme 82 ist am oberen Ende des Waagschalenanbringungsteils 61 befestigt, und eine Waagschale 9 ist auf der Oberseite der Waagschalenaufnahme 82 angebracht.

Die obige Einheit, die im Wesentlichen aus dem in dem quadratischen Rohr 7 untergebrachten ersten Roberval-Mechanismus 1 und dem an einer Endfläche des quadratischen Rohres 7 angebrachten zweiten Roberval-Mechanismus 6 aufgebaut ist, ist in einem kastenartigen Waagengehäuse 101, dessen Oberseite sich öffnet, aufgenommen und an diesem befestigt. Das obere Ende des Waagschalenaufnahme-Anbringungsteils 61, das an der beweglichen Säule 62 des zweiten Roberval-Mechanismus 6 befestigt ist, ragt von dem oberen Öffnungsabschnitt des Waagengehäuses 101 ab, und die flache Waagschalenaufnahme 82 und die Waagschale 9 sind an der äußeren Oberseite des Waagengehäuses 101 angeordnet und decken die gesamte Oberseite des Waagengehäuses 101 ab.

In den oberen und unteren Verbindungsarmen 11a und 11b, die integriert mit der festen Säule 11 des ersten Roberval-Mechanismus 1 ausgebildet und mit dem Deckel 71 verbunden und an ihm befestigt sind, sind zwei flexible Abschnitte T mit einem bestimmten Abstand in Längsrichtung am oberen Verbindungsarm 11a ausgebildet. Ferner sind zwei biegsame Abschnitte t mit einem bestimmten Abstand in Längsrichtung an den oberen und unteren Balken 63a und 63b des zweiten Roberval-Mechanismus 6 ausgebildet. Die flexiblen Abschnitte T und t sind jeweils durch einen an jedem der Teile ausgebildeten dünnwandigen Abschnitt gebildet.

Gemäß obiger Ausführungsform wird die Neigungs- oder Arbeitsrichtung der auf die Waagschalenaufnahme 82 gesetzten Waagschale 9 durch sowohl den ersten Roberval-Mechanismus 1 als auch den zweiten Roberval-Mechanismus 6 gesteuert. Ferner ist ein durch eine auf die Waagschale 9 einwirkende einseitige Last verursachter Viereckenfehler durch Funktionen sowohl des ersten Roberval-Mechanismus 1 als auch des zweiten Roberval-Mechanismus 6 beseitigt.

Das heißt, der erste Roberval-Mechanismus 1 macht es vergleichsweise einfach möglich, die Parallelität der Balken 13a und 13b in Längsrichtung zu justieren, weil die Spannweite zwischen den elastischen Drehpunkten E der Balken 13a und 13b groß ist. Es ist daher möglich, einen auf eine einseitige Last in Längsrichtung zurückgehenden Fehler durch Justieren der Parallelität einfach zu beseitigen. Es ist jedoch schwierig, einen auf eine einseitige Last in der zur Längsrichtung orthogonalen Richtung, d. h., in Querrichtung senkrecht zu den Balken 13a und 13b, zurückgehenden Fehler zu eliminieren, weil die Abmessung (Dicke) in Querrichtung nicht groß ist.

Im Falle des zweiten Roberval-Mechanismus 6 ist es schwierig, einen auf eine einseitige Last in Längsrichtung der Balken 13a und 13b des ersten Roberval-Mechanismus 1 zurückgehenden Fehler zu eliminieren, weil die Abmessung (Dicke) in Längsrichtung nicht groß ist. Da jedoch die Spannweite zwischen den elastischen Drehpunkten e der Balken 63 und 63b in Richtung senkrecht zur Längsrichtung, d. h., der Längsrichtung der Balken 63a und 63b, groß ist, ist es vergleichsweise einfach möglich, die Parallelität einzujustieren und einfach einen auf eine einseitige Last in Querrichtung zurückgehenden Fehler zu eliminieren. Durch Vornahme bloß einer Justierung der einseitigen Lasten in Längsrichtung der Balken 13a und 13b bzw. 63a und 63b am ersten Roberval-Mechanismus 1 und zweiten Roberval-Mechanismus 6 wirken der erste und zweite Mechanismus 1 und 6 wirksam nach Maßgabe der Richtung einer einseitigen Last auf die Waagschale 9, und es ist möglich, auf einseitige Lasten zurückgehende Fehler in allen Richtungen insgesamt zu eliminieren.

Da ferner die flexiblen Abschnitte t an den Balken 63a und 63b des zweiten Roberval-Mechanismus 6 ausgebildet sind, werden die Balken 63a und 63b an jedem flexiblen Abschnitt t abgebogen, wenn eine einseitige Last in Längsrichtung auf die Waagschale 9 einwirkt, und dadurch sind die beweglichen Säulen 12 und 62 dabei, sich schräg zu stellen, wodurch keine Verwindung zwischen den Roberval-Mechanismen 1 und 6 auftritt und es möglich ist, eine unnötige Reaktion auf den zweiten Roberval-Mechanismus 6 zu verhindern und Einseitenfehler zu reduzieren.

Da ferner die flexiblen Abschnitte T am Verbindungsarm 11a der Verbindungsarme 11a und 11b zur Verbindung und Befestigung der festen Säule 11 des ersten Roberval-Mechanismus 1 an dem quadratischen Rohr 7 über den Deckel 71 ausgebildet sind, ist es möglich, den Einfluss einer einseitigen Last in Torsionsrichtung des quadratischen Rohrs 7, d. h., eine einseitige Last in Querrichtung auf den ersten Roberval-Mechanismus 1, zu vermindern.

Anders ausgedrückt, wird betreffend die einseitige Last in Querrichtung durch Abstützung eines Torsionsmoments auf das quadratische Rohr 7 durch den zweiten Roberval-Mechanismus 6 das Auftreten eines Fehlers verhindert. Es lässt sich jedoch nicht vermeiden, dass eine geringfügige Biegung in Torsionsrichtung auftritt. Die geringfügige Biegung beeinflusst den ersten Roberval-Mechanismus 1 und bewirkt, dass Einseitenfehler bestehen bleiben. Da jedoch die flexiblen Abschnitte T abgebogen werden, wenn die einseitige Last in Torsionsrichtung wirkt, ist es möglich, den Einfluss der Verbiegung der flexiblen Abschnitte T auf den ersten Roberval-Mechanismus 1 zu vermindern und die einseitige Last zu vermindern.

Im Falle der obigen Ausführungsform ist es, da der erste und der zweite Roberval-Mechanismus 1 und 6 in dem hohe Torsionssteifigkeit aufweisenden quadratischen Rohr 7 aufgenommen sind, möglich, einen präzisen Wiegemechanismus zu gewinnen, der in einem Einseitenfehler stark und dabei, verglichen mit dem Fall, dass das quadratische Rohr 7 nicht verwendet wird, kompakt ist. Wenn ferner ein Wiegeabschnitt versiegelt wird, um ihn vor Staub oder Wasser zu schützen, ist es möglich, den Abschnitt zu versiegeln, indem ein aus einer Gummiabdeckung oder dergleichen gebildetes Versiegelungsteil an einem Ende des quadratischen Rohres 7, wie durch S in 1 gezeigt, angebracht wird. Dadurch werden auch Vorteile gewonnen, dass eine Kraft, die auf das Dichtungsteil S durch eine Änderung von Innendrucken als Folge einer Ausdehnung von Luft aufgebracht wird, die durch Änderung des Atmosphärendrucks oder der Temperatur oder Druckänderungen, die auf das Öffnen/Schließen der Tür einer Wiegekammer zurückgehen, bewirkt wird, horizontal wirkt, wodurch sie eine Messkraft nicht ohne Weiteres beeinflusst, so dass eine Schwankung von Messwerten oder des Nullpunkts als Folge dieser Störungen in starkem Maße unterdrückt werden kann.

Im Falle obiger Ausführungsform sind die flexiblen Abschnitte T, die schwach in Verwindung um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus 1 und steif in axialdirektionaler einseitiger Last sind, auf dem Verbindungsarm 11a von zwei Verbindungsarmen 11a und 11b zur Verbindung der festen Säule 11 und des Deckels 71 des ersten Roberval-Mechanismus 1 ausgebildet. Es ist jedoch auch zulässig, die flexiblen Abschnitte T am anderen Verbindungsarm 11b auszubilden. Ferner ist es möglich, die flexiblen Abschnitte T an den oberen und unteren Balken 13a und 13b oder an einer Stelle, die näher zur festen Säule 11 als der Arbeitspunkt der Last der beweglichen Säule 12 liegt, auszubilden. Kurz gesagt, ist es möglich, die flexiblen Abschnitte T an einer optionalen Stelle auszubilden, solange das Torsionsmoment um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus 1 durch die bewegliche Säule 12 absorbiert wird und der Einfluss des Moments den ersten Roberval-Mechanismus nicht erreicht.

Ferner benutzen im Falle obiger Ausführungsform der erste Roberval-Mechanismus 1 und zweite Roberval-Mechanismus 6 den integrierten Typ, der durch Ausbildung einer Bohrung oder eines Schlitzes an einem Basismaterial gewonnen ist, die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf den obigen Fall. Es ist möglich, die gleiche Funktion und den gleichen Vorteil auch bei Verwendung des Montagetyps zu erhalten, der durch Ausbilden von festen und beweglichen Säulen und oberen und unteren Balken zur Verbindung der Säulen aus getrennten Elementen gebildet ist.

Ferner lässt die vorliegende Erfindung jede Abwandlung zu, solange die Abwandlung nicht vom Grundgedanken der Erfindung abweicht. Beispielsweise ist die Anzahl von Hebeln zur Verbindung der beweglichen Säule 12 des ersten Roberval-Mechanismus 1 und des Lastsensors 5 nicht auf eine Stufe, wie im Falle obiger Ausführungsform, beschränkt, sondern es ist auch möglich, mehrere Stufen zu verwenden. Ferner beschränkt sich der Ort des Lastsensors 5 nicht auf den Abschnitt zwischen der festen Säule 11 und der beweglichen Säule 12 des ersten Roberval-Mechanismus 1, wie im Falle der ersten Ausführungsform. Beispielsweise ist, wie durch die Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts in 3 gezeigt, eine Abwandlung zulässig, bei welcher der Lastsensor 5 an einer Stelle angebracht ist, die näher zum Deckel 71 als zur festen Säule 11 liegt, wobei eine Verschiebung der beweglichen Säule 12 nicht nur über den Hebel 2, sondern auch einen zusätzlichen Hebel 20 übertragen wird.

Ferner ist im Falle obiger Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Waage ohne einen Waagemechanismus angewandt ist, die vorliegende Erfindung kann aber auch, wie oben beschrieben, auf eine elektronische Waage mit einem Waagemechanismus angewandt werden. Beispielsweise ist es möglich, eine kompakte, hochsteife und hochgenaue elektronische Waage vom eine elektromagnetische Kraft ausgleichenden Typ mit kleiner einseitiger Last zu verwirklichen, indem ein Erzeuger für eine elektromagnetische Kraft anstelle des Lastsensors 5 obiger Ausführungsform, ein Verschiebungssensor zur Feststellung einer Neigung des Hebels 2 und ein Servomechanismus zur Steuerung der elektromagnetischen Kraft, die durch den Erzeuger für eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird, zum Ausgleichen eines Mechanismus nach Maßgabe einer Ausgabe des Verschiebungssensors verwendet werden.


Anspruch[de]
Elektronische Waage mit einem ersten Roberval-Mechanismus (1) zur Halterung einer festen Säule (11) durch eine bewegliche Säule (12) über einen oberen und einen unteren Balken (13a und 13b), die zueinander parallel sind, zur Abstützung einer Waagschale (9) mit der beweglichen Säule (12) und Übertragung einer auf die Waagschale (9) arbeitenden Last auf einen elektrischen Lastfeststellungsabschnitt (5) über die bewegliche Säule (12), dadurch gekennzeichnet, dass

ein zweiter Roberval-Mechanismus (6) enthalten ist, welcher mit einem oberen und einem unteren Balken (63a, 63b) versehen ist, die sich nahezu orthogonal zu den Balken (13a und 13b) des ersten Roberval-Mechanismus (1) und parallel zueinander erstrecken, und eine bewegliche Säule (62) des zweiten Roberval-Mechanismus (6) mit der beweglichen Säule (12) des ersten Roberval-Mechanismus (1) integriert ist,

der erste Roberval-Mechanismus (1) in einem quadratischen Rohr (7) längs der Axialrichtung des quadratischen Rohrs (7) aufgenommen und der zweite Roberval-Mechanismus (6) an ein Ende des quadratischen Rohrs (7) gesetzt ist,

ein flexibler Abschnitt (T), der in Torsion um die Achse des ersten Roberval-Mechanismus (1) schwach und starr in in Axialrichtung einseitiger Belastung ist, an dem ersten Roberval-Mechanismus (1) ausgebildet ist, und

ein flexibler Abschnitt (t), der in Kipprichtung des ersten Roberval-Mechanismus (1) infolge der in Axialrichtung einseitigen Belastung des ersten Roberval-Mechanismus (1) flexibel ist, an dem zweiten Roberval-Mechanismus (6) ausgebildet ist.
Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei der erste Roberval-Mechanismus (1) durch Ausbilden einer Bohrung oder eines Schlitzes im Basismaterial, deren bzw. dessen Querschnitt gleichförmig ist, verwirklicht ist. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei der zweite Roberval-Mechanismus (6) durch Ausbilden einer Bohrung oder eines Schlitzes in einem flachen Basismaterial ausgebildet ist. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei der zweite Roberval-Mechanismus (6) durch eine feste Säule (61), die bewegliche Säule (62) sowie den oberen und unteren horizontalen Balken (63a, 63b), die zwischen den Säulen (61, 62) und parallel zueinander vorhanden sind, ausgebildet ist und elastische Drehpunkte (e) in der Nähe beider Enden der Balken (63a, 63b) ausgebildet sind. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Säule (62) des zweiten Roberval-Mechanismus (6) mit der beweglichen Säule (12) des ersten Roberval-Mechanismus (1) integriert ist und ein Waagschalenanbringungselement (81) an der beweglichen Säule (62) des zweiten Roberval-Mechanismus (6) befestigt ist. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei der flexible Abschnitt (T) des ersten Roberval-Mechanismus (1) durch einen dünnwandigen Abschnitt an wenigstens einem von zwei Verbindungsarmen (11a, 11b) zur Verbindung der festen Säule (11) des ersten Roberval-Mechanismus (1) und eines Deckels (71) des quadratischen Rohrs (7) miteinander gebildet ist. Elektronische Waage nach Anspruch 6, wobei zwei flexible Abschnitte (T) mit einem bestimmten Abstand in Längsrichtung an dem Verbindungsarm mit dem flexiblen Abschnitt (T) ausgebildet sind. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei zwei flexible Abschnitte (t) mit einem bestimmten Abstand in Längsrichtung durch einen dünnwandigen Abschnitt an dem oberen und unteren Balken (63a, 63b) des zweiten Roberval-Mechanismus (6) ausgebildet sind. Elektronische Waage nach Anspruch 1, wobei das quadratische Rohr (7) durch Aufsetzen eines Abdichtungsteils auf das eine Ende des quadratischen Rohrs (7) abgedichtet ist.






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