Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wägevorrichtung, umfassend

- einen Wägesensor, einen Wägegutträger und ein den Wägegutträger mit dem Wägesensor koppelndes Wägesystem,

- ein Gewichtsmagazin mit einer Mehrzahl darin aufbewahrter Gewichtsstücke und

- eine Übergabeeinrichtung, mittels welcher die Gewichtsstücke bedarfsweise auf den Wägegutträger aufsetzbar sind.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Gewichtsmagazin, umfassend eine Mehrzahl von gemeinsam horizontal bewegbaren Gewichtsstücken.

Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Gewichtsmagazin, umfassend eine Mehrzahl von gemeinsam horizontal bewegbaren Gewichtsstücklagern.

Stand der Technik

Eine derartige Wägevorrichtung sowie ein derartiges Gewichtsmagazin sind bekannt aus der DE 103 00625 B3.

Erfindungsgegenständliche Wägevorrichtungen dienen der automatisierten Durchführung von Wägeprozessen, bei denen nacheinander die Gewichtswerte unterschiedlicher Gewichtsstücke bestimmt werden. Hierzu umfassen derartige Wägevorrichtungen eine eigentliche Waage zur Durchführung des eigentlichen Wägevorgangs, ein Gewichtsmagazin zur Bevorratung der zu wägenden Gewichtsstücke sowie eine Übergabeeinrichtung, mittels derer die Gewichtsstücke nacheinander der Waage bzw. dem Wägevorgang zuführbar sind. Die eigentliche Waage besteht dabei im Wesentlichen aus einem Wägesensor, der bei modernen Laborwaagen typischerweise nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kompensation arbeitet, einem Wägegutträger, beispielsweise einer Waageschale, zur Aufnahme der zu wägenden Gewichtsstücke während des Wägevorgangs sowie einem hier als Wägesystem bezeichneten Hebelmechanismus, der den Wägegutträger in weg- bzw. kraftübersetzender Weise mit dem Wägesensor koppelt. Derartige Waagen sind allgemein bekannt und werden für unterschiedliche Einsatzzwecke in unterschiedlichen Konfigurationen und mit unterschiedlicher Präzision angeboten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich primär auf sogenannte Laborwaagen, kann jedoch auch bei anderen Waagentypen Einsatz finden.

Aus der DE 102015 104693 A1 ist ein sogenannter Komparator bekannt, d.h. eine Waage, die speziell eingerichtet ist, mit sehr hoher Präzision nominell gleiche Gewichtsstücke miteinander zu vergleichen. Derartige Komparatoren finden beispielsweise Einsatz bei der Überprüfung von Kalibriergewichten, die danach zur Kalibrierung von Waagen geringerer Präzisionsklassen, beispielsweise von Laborwaagen, eingesetzt werden sollen. Sowohl aus Gründen der Wirtschaftlichkeit als auch aus Gründen der Reproduzierbarkeit derartiger Präzisionsmessungen ist eine Automatisierung des Wägeprozesses erwünscht, die sicherstellt, dass die zu wägenden Gewichtsstücke zügig gewechselt und gleichzeitig exakt auf dem Wägegutträger - typischerweise zur Vermeidung sogenannter Ecklastfehler exakt mittig - positioniert werden. Hierzu schlägt die genannte Druckschrift vor, das Gewichtsmagazin als einen über der Waage angeordneten, horizontal ausgerichteten Drehteller zu gestalten, auf welchem die Gewichtsstücke über seinen Umfang verteilt positioniert sind. Jedes Gewichtsstück steht dabei auf einem Gewichtsstücklager, das bei der vorbekannten Gestaltung rostartig ausgebildet ist. Der Wägegutträger der Waage weist zu dem Rost korrespondierende, vertikal ausgerichtete Vorsprünge auf. Die Waage als Ganzes ist auf einem vertikal verfahrbaren Hubtisch angeordnet. Zur Übergabe eines Gewichtsstücks an die Waage wird der Drehteller so weit rotiert, dass das aktuell zu wägende Gewichtsstück exakt mittig oberhalb des Wägegutträgers positioniert ist. Sodann wird die Waage angehoben, bis die vertikal ausgerichteten Vorsprünge Ihres Wägegutträgers das rostartige Gewichtsstücklager von unten her durchsetzen und das Gewichtsstück vom Drehteller abheben, sodass seine Gewichtskraft unmittelbar auf den Wägegutträger wirkt und über das Wägesystem an den Wägesensor übertragen wird.

Ein ähnlicher Komparator ist aus der US 6,784,380 B2 bekannt, wobei hier die Waage auf einer festen Basis steht, wohingegen der Drehteller beim Übergabevorgang abgesenkt wird.

Aus der eingangs bereits genannten, gattungsbildenden DE 103 00 625 B3 ist ein Übergabemechanismus für Gewichtsstücke zwischen einer Waage und einem zu dieser benachbarten Gewichtsmagazin bekannt. Zwischen der Waage und dem Magazin ist ein horizontal und vertikal verfahrbares Handhabungsgerät angeordnet, an dem ein Schwenkarm mit selbstzentrierend geformten Gewichtsstückaufnahmen gelagert ist. Das freie Ende des Schwenkarms ist gabelartig geformt und korrespondiert zu Rosten, als welche der Wägegutträger der Waage und die Gewichtsstücklager des Magazins ausgebildet sind.

Aus der DE 20 2005 017255 U1 ist eine als Portalförderer ausgebildeter Übergabemechanismus zwischen einer Waage und einem zu dieser benachbarten Gewichtsmagazin bekannt.

Aus der WO 2011/138140 A1 ist die Übergabe von Gewichtsstücken zwischen einer Waage und einem zu dieser benachbarten Gewichtsmagazin mittels eines mehrachsigen Roboterarms bekannt.

Diese Konzepte des Übergabemechanismus sind für Laborwaagen wenig praxistauglich. So weisen Laborwaagen typischerweise einen sogenannten Windschutz auf, dessen Wandungen einen den Wägegutträger vollumfänglich umgebenden Wägeraum definieren. Eine Gewichtsstückübergabe von einem oberhalb oder seitlich des Wägeraums angeordneten Gewichtsmagazin ist daher unmöglich. Innerhalb des Wägeraums gibt es, selbst wenn man die Gewichtsstücke dort lagern wollte, typischerweise nicht genug Platz für die bekannten Übergabemechanismen, da die Wägeraumwände typischerweise den Wägegutträger ohne unnötige Raumverschwendung recht eng umgeben. Hinzu kommt die schlechte Reinigbarkeit von komplexen Mechanismen, die deren Anordnung innerhalb des Wägeraums entgegensteht. Gleichwohl wäre ein Mechanismus zur automatischen Übergabe unterschiedlicher Gewichtsstücke aus einem Gewichtsmagazin an den Wägegutträger auch bei Laborwaagen, insbesondere zur Durchführung von Kalibrierprozessen, wünschenswert. Solche Kalibrierprozesse müssen in vorgegebenen zeitlichen Abständen routinemäßig wiederholt werden, um sicherzustellen, dass die Laborwaage innerhalb der spezifizierten Toleranzen arbeitet, bzw. um steuerungsinterne Kalibrier- und Korrekturparameter zu justieren. Hierzu müssen nach einem vorgegebenen Kalibrierprotokoll unterschiedliche Kalibriergewichte, d.h. Gewichtsstücke, die nachvollziehbar auf Gewichte höherer Präzisionsklassen rückführbar sind, verwogen werden, um das tatsächliche Wägeergebnis mit den Nominalwerten der Kalibriergewichte vergleichen zu können. Ein solcher Kalibriervorgang ist langwierig und erfordert, sofern er händisch durchgeführt wird, speziell geschultes Personal. Dabei kommt es nicht nur auf die sehr genaue Einhaltung des Kalibrierprotokolls, einschließlich hinreichender Akklimatisierung der Kalibriergewichte und exakt mittiger Positionierung auf dem Wägegutträger an; auch die sachgemäße Handhabung der empfindlichen und besonders schutzbedürftigen Kalibriergewichte ist von Bedeutung.

Aus der DE 102018 106617 A1 ist eine besondere Kalibriergewichtsanordnung bekannt, die aus dem eigentlichen Kalibriergewicht (Gewichtsstück) und einem Gehäuse besteht, in welchem das als standardisiertes Knopfgewicht, bestehend aus Kopf, Hals und Körper, ausgebildete Kalibriergewicht an einer Halskrause aufgehängt ist. Der Innenraum des Gehäuses ist so gestaltet, dass das aufgehängte Kalibriergewicht bei einem vertikalen Anheben relativ zu dem Gehäuse mechanisch vollständig von diesem frei kommt. Insbesondere hängt das Knopfgewicht mit seinem verdickten Kopf an der Halskrause, deren Durchmesser kleiner als der Kopfdurchmesser und größer als der Halsdurchmesser ist und deren Dicke geringer als die Höhe der als Hals definierten Einschnürung zwischen dem Kopf und dem Körper des Kalibriergewichts dimensioniert ist. Wird eine solche Kalibriergewichtsanordnung zentriert über den Wägegutträger einer Laborwaage gestülpt, kommt der Boden des Gewichtsstücks zur Anlage auf der Oberfläche des Wägegutträgers, bevor der untere Rand des nach unten offenen Gehäuses auf der Waagenbasis rings um den Wägegutträger zur Anlage kommt. Beim weiteren Absenken des Gehäuses wird das Kalibriergewicht also relativ zu diesem angehoben. Sobald das Kalibriergewicht keinen mechanischen Kontakt mehr zu seinem Gehäuse hat, wirkt seine Gewichtskraft unmittelbar auf den Wägegutträger, sodass es präzise verwogen werden kann. Mit einer geeigneten Zentrierhilfe kann eine solche Kalibriergewichtsanordnung also beitragen, die Probleme der exakt mittigen Positionierung und zugleich des Schutzes des Kalibriergewichts bei händisch durchgeführten Kalibriervorgängen zu lösen. Einen Ansatz für die oben erwähnte, wünschenswerte Automatisierung des Kalibrierprozesses liefert die genannte Druckschrift hingegen nicht.

Aufgabenstellung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Wägevorrichtung derart weiterzubilden, dass ihre Ausgestaltung als Laborwaage möglich wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Gewichtsmagazin derart weiterzubilden, dass es zur Automatisierung der Kalibrierung von Laborwaagen einsetzbar wird.

Darlegung der Erfindung

Die oben erstgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Gewichtsmagazin ausgebildet ist als ein Magazingehäuse mit einer schwenkbar daran gelagerten Magazintür, an deren Innenseite die Gewichtsstücke gehaltert sind und mittels welcher besagtes Magazingehäuse verschließbar ist, wobei die Magazintür einen horizontal längserstreckten und um eine vertikale Schwenkachse über den Wägegutträger schwenkbaren Gewichtsstückträger bildet, an welchem die Gewichtsstücke in gemeinsam in Längserstreckungsrichtung des Gewichtsstückträgers linear verfahrbarer und einzeln vertikal linear zwischen einer Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung und einer Gewichtsstück-Wägestellung verlagerbarer Weise gehaltert sind.

Die oben zweitgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 17 gelöst, nämlich durch ein Gewichtsmagazin, umfassend eine Magazintür, ein Magazingehäuse und eine Mehrzahl von gemeinsam horizontal bewegbaren Gewichtsstücken, wobei die Gewichtsstücke an der Innenseite der Magazintür gehaltert sind, die um eine vertikale Schwenkachse schwenkbar an dem mittels besagter Magazintür verschließbaren Magazingehäuse gelagert ist, wobei die gemeinsame Horizontalbewegbarkeit der Gewichtsstücke linearer Natur ist und die Gewichtsstücke zudem einzeln vertikal linear zwischen einer Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung und einer Gewichtsstück- Wägestellung verlagerbar sind.

Die oben letztgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 18 gelöst, nämlich durch ein Gewichtsmagazin, umfassend eine Magazintür, ein Magazingehäuse und eine Mehrzahl von gemeinsam horizontal bewegbaren Gewichtsstücklagern, wobei die Gewichtsstücklager als Einzelaufhängungen ausgebildet sind, mittels derer als Knopfgewichte geformte Gewichtsstücke an der Innenseite der Magazintür halterbar sind, welche um eine vertikale Schwenkachse schwenkbar an dem mittels besagter Magazintür verschließbaren Magazingehäuse gelagert ist, wobei die gemeinsame Horizontalbewegbarkeit der Gewichtsstücklager linearer Natur ist und die Einzelaufhängungen sowie die, falls vorhanden, mittels ihrer gehalterten Gewichtsstücke vertikal linear zwischen einer Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung und einer Gewichtsstück- Wägestellung verlagerbar sind.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird statt eines Drehtellers ein Schwenkarm als wesentliches Element des Gewichtsmagazins eingesetzt. Dieser Schwenkarm hat eine Haupterstreckungsrichtung in der Horizontalen und ist um die Vertikale schwenkbar gelagert. Vergleichbar einem Kranausleger kann damit ein Kreissektor um die Schwenkachse herum überstrichen werden. Dieser überstreichbare Kreissektor umfasst zumindest eine - vorzugsweise die etwa mittige - Position über dem Wägegutträger sowie eine Position außerhalb des Wägegutträgers. Erstere soll nachfolgend als Wäge- Schwenkstellung bezeichnet werden, letztere als Ruhe-Schwenkstellung. In dem besonders bevorzugten Fall, dass sich die Schwenkachse im Bereich einer Ecke des Wägeraums einer Laborwaage befindet, kann der schwenkbare Gewichtsstückträger somit zwischen seiner Ruhe-Schwenkstellung, bei der er in etwa parallel zu einer Wägeraumwandung steht, und einer Wäge-Schwenkstellung, bei der er in etwa mittig über den Wägegutträger ragt, verschwenkt werden. Die Gewichtsstücke sind erfindungsgemäß so an dem Schwenkarm bzw. Gewichtsstückträger gehaltert, dass sie gemeinsam entlang seiner Armerstreckung linear verfahrbar sind. Auf diese Weise kann, wenn sich der Gewichtsstückträger bzw. Schwenkarm in seiner Wäge-Schwenkstellung befindet, jedes der Gewichtsstücke durch entsprechend weites, gemeinsames Verfahren aller Gewichtsstücke entlang der Armerstreckung in eine Position exakt oberhalb des Wägegutträger-Mittelpunktes positioniert werden. Außerdem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes der Gewichtsstücke - zumindest, wenn es sich in der zuvor beschriebenen Position mittig über dem Wägegutträger befindet - einzeln vertikal auf den Wägegutträger abgesenkt werden kann. Die aus dem Stand der Technik bekannte horizontale Rotations- und vertikale Linearbewegung des gesamtes Gewichtsmagazins wird bei der Erfindung also ersetzt durch die Kombination einer Schwenkbewegung des Gewichtsstückträgers mit einer gemeinsamen horizontalen Linearbewegung der Gewichtsstücke und zusätzlich einer vertikalen Linearbewegung jedes einzelnen Gewichtsstücks.

Wie zuvor bereits angedeutet, kann ein solcher Gewichtsstückträger in sehr platzsparender Weise innerhalb des Wägeraums einer Laborwaage gelagert werden, sodass er in seiner Ruhe-Schwenkstellung den alltäglichen Betrieb der Laborwaage nicht stört, bei Kalibriervorgängen aber dazu genutzt werden kann, die Gewichtsstücke nacheinander gemäß einem vorgegebenen Kalibrierprotokoll einzeln auf den Wägegutträger aufzusetzen. Zusammen mit einer vorteilhaften, nachfolgend näher erläuterten Motorisierung der Einzelbewegungen und geeigneten Ansteuerung der Motoren lässt sich der Kalibriervorgang automatisieren. Insbesondere kann der Kalibriervorgang bei geeigneter Steuerung selbsttätig zu Zeiten starten, in denen die Laborwaage nicht im üblichen Laborbetrieb benötigt wird, beispielsweise während nächtlicher Laborruhe. Dabei kann auch hinreichend viel Zeit eingeplant werden, um die im Wägeraum befindlichen, am Gewichtsstückträger gehalterten Kalibriergewichte zu akklimatisieren. Letzteres trifft vor allem in Fällen zu, in denen besagter Gewichtsstückträger eigens zum Zwecke der Kalibrierung in den Wägeraum eingebracht und dort schwenkbar gelagert wird. In Fällen, in denen die Laborwaage dauerhaft mit einem erfindungsgemäßen Gewichtsstückträger samt daran gehalterten Kalibriergewichten ausgestattet ist, entfällt freilich die Notwendigkeit einer gesonderten Akklimatisierung.

Weiter erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Gewichtsstückträger als eine

Magazintür ausgebildet ist, die gemeinsam mit einem Magazingehäuse, an welchem sie schwenkbar gelagert ist und welches mittels besagter Magazintür verschließbar ist, das Gewichtsmagazin bildet und an deren Innenseite die Gewichtsstücke gehaltert sind. Dadurch sind die empfindlichen Kalibriergewichte im Inneren eines geschlossenen Magazingehäuses geschützt aufbewahrt. Ein solches Gewichtsmagazin kann in unmittelbarem Kontakt zu dem den Wägegutträger umgebenden Wägeraum angeordnet sein. Auf diese Weise kann die als erfindungsgemäßer Gewichtsstückträger fungierende Magazintür in den Wägeraum hinein und insbesondere über den Wägegutträger geschwenkt werden.

Dabei ist es möglich, dass ein solches Gewichtsmagazin fest in die Laborwaage, insbesondere deren Wägeraum integriert ist. Beispielsweise kann das Gewichtsmagazin in die Wägeraumwandung integriert oder an dieser fixiert sein. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Gewichtsmagazin reversibel in oder an einer Wägeraumwandung fixiert ist, wobei eine elektrische und/oder elektronische Schnittstelle des Gewichtsmagazins eine korrespondierende Schnittstelle der Wägeraumwandung kontaktiert. Mit anderen Worten ist das Gewichtsmagazin bei dieser Ausführungsform als Modul ausgebildet, welches bedarfsweise in die Laborwaage eingesetzt werden kann. Die energetische und steuerungstechnische Versorgung, die zur Ansteuerung der nachfolgend noch näher zu beschreibenden Motoren für die einzelnen oben erläuterten Bewegungen erforderlich ist, erfolgt dabei über korrespondierende Schnittstellen am Gewichtsmagazin-Modul einerseits und der Wägeraumwandung andererseits. Solche Schnittstellen können beispielsweise als Stecker-Buchse-Systeme gestaltet werden, die zugleich zur exakten Positionierung des Moduls innerhalb des Wägeraums ausgelegt sein können.

Hinsichtlich der Motorisierung des erfindungsgemäßen Gewichtsstückträgers, d. h. der Magazintür, kann vorgesehen sein, dass dieser mittels eines Schwenkmotors motorisch verschwenkbar ist, wobei er in seiner Wäge-Schwenkstellung, in welcher jedes der Gewichtsstücke durch horizontal lineares Verfahren mittig über dem Wägegutträger positionierbar ist, temporär fixierbar ist. Die temporäre Fixierbarkeit ist vorteilhaft, um die Wäge-Schwenkstellung während des Absenkprozesses des aktuell zu wägenden Gewichtsstücks zuverlässig halten zu können. Zur technischen Realisierung sind mehrere Varianten denkbar. Eine vorwiegend mechanische Lösung besteht darin, dass das Magazingehäuse einen mechanischen Anschlag aufweist, gegen welchen die Magazintür in der Wäge-Schwenkstellung motorisch anpressbar ist. Die Wäge-Schwenkstellung entspricht damit einer maximalen Öffnung der Magazintür. Alternativ kann der Schwenkmotor als ein Schrittmotor ausgebildet sein. Dieser steuert die Wäge- Schwenkstellung an, indem der Rotor des Schrittmotors um eine genau vorgegebenen Anzahl von Winkelschritten rotiert wird. Weiter alternativ dazu besteht eine vorwiegend elektronische Lösung darin, dass der Schwenkmotor mit einem Rotations-Encoder versehen ist. Solche Motoren lassen sich, wie dem Fachmann bekannt ist, frei programmieren, so dass sie sehr präzise eine vorgegebene Winkelstellung anfahren und halten können. Eine mittels eines Schrittmotors oder eines solchen Schwenkmotors mit Rotations-Encoder verschwenkbare Magazintür lässt sich bedarfsweise auch weiter als die Wäge-Schwenkstellung öffnen. Dies ist vorteilhaft, wenn gelegentlich ein Austausch der in dem Gewichtsmagazin aufbewahrten Kalibriergewichte, beispielsweise für regelmäßige Überprüfungen, notwendig ist. Dann erleichtert ein weites Öffnen der Magazintür den Zugriff auf die dort gehalterten Gewichtsstücke.

Die Gewichtsstücke sind günstigerweise an Einzelaufhängungen eines starren, unten offenen und in Längserstreckungsrichtung der Magazintür an dieser motorisch verfahrbaren Gewichtsgehäuses aufgehängt. Mit anderen Worten ist also ein starres Gewichtsgehäuse vorgesehen, welches sämtliche Gewichtsstücke umschließt. Dieses Gewichtsgehäuse ist als Ganzes am Gewichtsstückträger, d. h. an der Magazintür, verfahrbar, wodurch die gemeinsame horizontale Linearverfahrbarkeit der Gewichtsstücke gewährleistet ist. Zudem bietet ein solches Gewichtsgehäuse eine leicht handhabbare Einheit, die den in ihr enthaltenen Kalibriergewichtssatz schützt und bei Bedarf mitsamt der Kalibriergewichte einfach austauschbar ist. Ist etwa eine Überprüfung der Kalibriergewichte durch eine externe, zertifizierte Stelle erforderlich, kann das gesamte Gewichtsgehäuse einschließlich der Kalibriergewichte eingeschickt und temporär durch ein identisches Gewichtsgehäuse ersetzt werden. Ist das Gewichtsgehäuse mit Ausnahme seiner zwingend offenen Unterseite geschlossen ausgebildet, kann der gesamte Vorgang ablaufen, ohne dass Unbefugte direkten Zugang zu den empfindlichen Gewichtsstücken erhalten.

Innerhalb des Gewichtsgehäuses ist jedem einzelnen Gewichtsstück eine Einzelaufhängung zugeordnet. Jede dieser Einzelaufhängungen ist günstigerweise innerhalb des Gewichtsgehäuses linear vertikal zwischen einem unteren Anschlag und einem oberen Anschlag verschieblich. Die Anschläge definieren einen Bereich, innerhalb dessen das jeweilige Gewichtsstück gemeinsam mit seiner Einzelaufhängung vertikal verfahrbar ist. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, wenn jede Einzelaufhängung gegen ihren oberen Anschlag federvorgespannt ist. Dies bedeutet, dass eine Absenkung der Einzelaufhängung bzw. des an ihr aufgehängten Gewichtsstücks in die Gewichtsstück-Wägestellung durch Aufbringung einer Absenkkraft entgegen der Federkraft erfolgt. Eine technische Umsetzung dieses Prinzips soll weiter unten noch näher erläutert werden. Sobald die Absenkkraft jedoch wegfällt, wird die Einzelaufhängung durch die Federvorspannung wieder gegen ihren oberen Anschlag in die Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung gedrückt und das an ihr aufgehängte Gewichtsstück entsprechend angehoben.

Von Vorteil ist es, wenn jedes Gewichtsstück in seiner Einzelaufhängung derart aufgehängt ist, dass es bei einem Anheben relativ zu der Einzelaufhängung jeglichen mechanischen Kontakt zu dem Gewichtsgehäuse (einschließlich der Einzelaufhängung selbst) verliert. Stößt der Boden des Gewichtsstücks also beim Absenken der Einzelaufhängung gegen die Oberfläche des Wägegutträgers, während die Einzelaufhängung noch weiter abgesenkt wird, entspricht dies einem relativen Anheben des Gewichtsstücks, welches dadurch jeglichen Kontakt zum Gewichtsgehäuse verliert. Es steht ausschließlich auf dem Wägegutträger auf, sodass seine Gewichtskraft vollständig auf diesen wirkt. In diesem Zustand ist eine präzise Gewichtsbestimmung mittels des Wägesensors möglich.

Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung lässt sich eine solche Einzelaufhängung vorteilhaft realisieren, indem das Gewichtsstück ausgebildet ist als ein rotationssymmetrisches Knopfgewicht mit einem Kopf eines ersten Durchmessers, einem zylindrischen Körper eines zweiten Durchmessers und einem zwischen dem Kopf und dem Körper angeordneten Hals eines dritten Durchmessers, der kleiner als der erste und der zweite Durchmesser ist, wobei jede Einzelaufhängung einen unten offenen, den Kopf des zugeordneten Gewichtsstücks mit radialem und axialem Übermaß umgebenden Hohlraum aufweist, der nach unten durch eine nach radial innen kragende Halskrause mit einer lichten Weite eines vierten Durchmessers, der kleiner als der erste Durchmesser und größer als der dritte Durchmesser ist, begrenzt ist. Eine solche Gestaltung ist besonders vorteilhaft, da Kalibriergewichte in vielen Fällen als Standard- Knopfgewichte gemäß OIML R 111-1: 2004/DIN 8127: 2007-11 ausgebildet sind. Ein solches Knopfgewicht hängt mit seinem Kopf auf der Halskrause, deren Dicke geringer ist als die lichte Höhe der Einschnürung zwischen Kopf und Körper des Knopfgewichtes. Daher kommt das Gewichtsstück bei leichtem Anheben gegenüber der Halskrause vollständig von seiner Einzelaufhängung frei. Die Übergabe des Gewichtsstücks vom Gewichtsgehäuse zum Wägegutträger kann also in der oben geschilderten Weise erfolgen.

Bei einer günstigen Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgehen, dass der Hohlraum zusätzlich eine seitliche Öffnung in Form eines quer zur Verfahrrichtung des Gewichtsgehäuses längserstreckten, flachen Kanals aufweist, dessen lichtes Kanalprofil größer ist als das Kopfprofil des zugeordneten Gewichtsstücks und dessen Unterseite mit einem in ihrer Längserstreckungsrichtung durchgehenden Schlitz versehen ist, dessen Breite größer als der dritte Durchmesser ist. Dieser Kanal kann vorzugsweise nach radial außen schräg ansteigend ausgebildet sein. Ein solcher Kanal erlaubt das seitliche Einsetzen der Gewichtsstücke in die solchermaßen ausgestalteten Einzelaufhängungen. Das Gewichtsstück wird mit seinem Kopf in das offene, radial äußere Ende des Kanals eingesetzt, wobei sein Hals den Schlitz auf der Unterseite des Kanals durchragt. Der Körper des Knopfgewichts befindet sich unterhalb des Kanals. Auf diese Weise kann das Knopfgewicht entlang des Kanals bis in seine Endstellung in der Einzelaufhängung geschoben werden. Bei Ausführungsformen mit schräg ansteigendem Kanal rutscht das Knopfgewicht selbsttätig in seine Endstellung und verbleibt dort.

Wie zuvor bereits erläutert, kann das Gewichtsgehäuse als Ganzes horizontal linear verfahren werden. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gewichtsgehäuse motorisch in verschiedene Gewichtsgehäuse-Wägepositionen verfahrbar ist, deren Anzahl der Anzahl von Gewichtsstücken entspricht und in denen jeweils eines der Gewichtsstücke, welches dann als aktuell wägbares Gewichtsstück wirkt, mittig über dem Wägegutträger positioniert ist, sofern sich zugleich der Gewichtsstückträger, d. h. die Magazintür, in seiner bzw. ihrer Wäge-Schwenkstellung befindet. Speziell bei Motoren mit Linear-Encoder lassen sich diese Gewichtsgehäuse- Wägepositionen sehr genau und reproduzierbar anfahren. Dem Fachmann sind jedoch auch andere Umsetzungsmöglichkeiten der erforderlichen Positionierung des Gewichtsgehäuses bekannt. Zum Absenken der Gewichtsstücke auf den Wägegutträger ist bevorzugt vorgehen, dass am Gewichtsstückträger, d. h. an der Magazintür, ein motorisch verfahrbarer Stößel gelagert ist, mittels dessen diejenige Einzelaufhängung, an der das jeweils aktuell wägbare Gewichtsstück aufgehängt ist, niederdrückbar ist. Speziell bei den oben bereits geschilderten Ausführungsformen mit federvorgespannten Einzelaufhängungen kann ein solch motorisch verfahrbarer Stößel besonders einfach realisiert werden. Beispielsweise kann ein mittels eines Schneckentriebs angetriebener Bolzen verwendet werden, der oberhalb des Gewichtsgehäuses exakt an derjenigen Stelle des Gewichtsstückträgers bzw. der Magazintür angeordnet ist, die in der Wäge-Schwenkstellung exakt mittig über den Wägegutträger positioniert ist. Nach Überführung des Gewichtsgehäuses in seine Gewichtsgehäuse-Wägeposition befindet sich die Einzelaufhängung des aktuell wägbaren Gewichtsstücks exakt unter dem Stößel und mittig über dem Wägegutträger. Beim motorischen Absenken des Stößels wird die Einzelaufhängung entgegen der Federvorspannung nach unten verschoben. Nach einem gewissen Absenkweg kontaktiert der Boden des aktuell wägbaren Gewichtsstücks den Wägegutträger. Das Gewichtsstück befindet sich dann in seiner Gewichtsstück-Wägestellung. Weiterer Vorschub des Stößels führt zu einem weiteren Absenken der Einzelaufhängung und zu einem Freikommen des Gewichtsstücks, welches dann frei auf dem Wägegutträger steht und verwogen werden kann. Nach dem Wägevorgang wird der Stößel wieder in seine Ausgangsstellung verfahren, wobei die Federvorspannung die Einzelaufhängung wieder anhebt und gegen ihren oberen Anschlag presst. Dabei wird das Gewichtsstück wieder an- und vom Wägegutträger abgehoben und in seine Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung rücküberführt. Sobald der Stößel soweit zurückgefahren ist, dass er nicht mehr in Kontakt mit der Einzelaufhängung steht, kann das Gewichtsgehäuse in eine neue Gewichtsgehäuse-Wägeposition verschoben werden, in welcher ein anderes Gewichtsstück als aktuell wägbares Gewichtsstück wirkt.

Auf diese Weise kann automatisiert ein komplexes Kalibrierprogramm durchfahren werden. Der Fachmann wird verstehen, dass dabei selbstverständlich eine geeignete Ansteuerung des Wägesensors und eine geeignete Behandlung und Speicherung von Messwerten erforderlich sind und mit der rein mechanischen Bewegung der Gewichtsstücke koordiniert werden müssen. Die Details hierzu hängen stark ab vom speziellen Kalibrierprogramm und sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Im Anschluss an die Kalibrierung kann der Gewichtsstückträger, d. h. die Magazintür, wieder vom Wägegutträger weg verschwenkt, insbesondere das gehäuseartige Gewichtsmagazin geschlossen werden, sodass das Gewichtsmagazin entweder als Ganzes entnommen werden kann oder, sofern es dauerhaft in die Laborwaage integriert ist, den weiteren Betrieb der Laborwaage nicht behindert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1: eine grob schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wägevorrichtung in Form einer Laborwaage,

Figur 2: die Laborwaage von Figur 1 mit entnommenem Gewichtsmagazin,

Figur 3: eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Gewichtsmagazins mit auf geschwenkter Magazintür,

Figur 4: das Gewichtsmagazin von Figur 3 in Rückansicht mit geschlossener

Magazintür,

Figur 5: die Magazintür des Gewichtsmagazins von Figur 3 in Wäge-

Schwenkstellung mit dem Gewichtsgehäuse in Gewichtsgehäuse- Rückzugsposition,

Figur 6 : die Magazintür von Figur 5 mit dem Gewichtsgehäuse in einer

Gewichtsgehäuse-Wägeposition mit dem akutell wägbaren Gewichtsstück in Gewichtsstück-Aufbewahrungsstellung,

Figur 7 : die Magazintür von Figur 6 mit dem aktuell wägbaren Gewichtsstück in

Gewichtsstück- Wägestellung, Figur 8 : drei Detaillzeichnungen eines Gewichtsstücks und seiner

Einzelaufhängung in verschiedenen Phasen des verikal linearen Absenkvorgangs sowie

Figur 9 : zwei Detaillzeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform einer

Einzelaufhängung.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.

Figur 1 zeigt in grob schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße, als Laborwaage ausgebildete Wägevorrichtung 10. Diese umfasst eine eigentliche Waage 12, von der lediglich ein Waagengrundkörper 121 , ein Wägegutträger 122 und die den Wägeraum um den Wägegutträger 122 begrenzenden Wägeraumwandungen 123 dargestellt sind. Nicht gesondert dargestellt sind der Wägesensor und das Wägesystem, welches den Wägegutträger 122 mit dem Wägesensor koppelt. Diese nicht dargestellten Elemente sind in dem Waagengrundkörper 121 verborgen. Typischerweise handelt es sich um einen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kompensation arbeitenden Wägesensor mit einem entsprechenden Wägesystem. Die spezielle Gestaltung dieser Sensorik spielt für die vorliegende Erfindung jedoch keine Rolle.

Im Wägeraum, insbesondere im Winkel zwischen der Wägeraum-Rückwand und dem Wägeraumboden, ist ein erfindungsgemäßes Gewichtsmagazin 14 angeordnet. Es ist im Wesentlichen aus einem Magazingehäuse 141 und einer Magazintür 142 aufgebaut. Die Magazintür 142 ist mit durchgezogenen Linien in einem geschlossenen Zustand, der hier als Ruhe-Schwenkstellung bezeichnet wird, und mit gestrichelten Linien in einem geöffneten Zustand, der hier als Wäge-Schwenkstellung bezeichnet wird, dargestellt. In der Wäge-Schwenkstellung ragt die Magazintür 142 in etwa mittig über den Wägegutträger 122.

Figur 2 zeigt die gleiche Wägevorrichtung 10 mit entnommenem Gewichtsmagazin 14. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gewichtsmagazin 14 nämlich als reversibel im Wägeraum positionierbares Modul ausgestaltet. Bei anderen Ausführungsformen kann das Gewichtsmagazin 14 auch in an den Wägeraum angrenzender Weise fest installiert sein. Bei der dargestellten Modul-Variante weist das Gewichtsmagazin 14 an seinem Boden eine elektrische und/oder elektronische Schnittstelle 144 auf, die im eingesetzten Zustand (Figur 1) eine korrespondierende Schnittstelle 124 des Wägeraumbodens kontaktiert. Über dieses Schnittstellenpaar 124/144 kann das Gewichtsmagazin 14 mit elektrischer Energie und Steuersignalen versorgt werden.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines modularen Gewichtsmagazins 14. Das Gewichtsmagazin 14 ist in den Figuren 3 und 4 ohne eine der Magazintür 142 gegenüberliegende Rückwand abgebildet. Dies dient zum einen der besseren Illustrierbarkeit. Zum anderen sind auch tatsächliche Ausführungsformen ohne solche Rückwand denkbar. Bei diesen wird das Gewichtsmagazin 14 beispielsweise mit einem geeigneten Verriegelungsmechanismus an einer rückwärtigen Wägeraumwandung 123 fixiert, die dann zugleich die Rückwand des Wägemagazins 14 bildet. Denkbar sind jedoch auch Ausführungsformen mit geschlossener Magazin- Rückwand.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Gewichtsmagazins 14 mit in Wäge- Schwenkstellung befindlicher Magazintür 142. Figur 4 zeigt dasselbe Gewichtsmagazin 14 mit geschlossener Magazintür 142 mit Blick von hinten durch die offene Rückwand. Die Figuren 5 bis 7 zeigen isoliert die Magazintür 142 in ihrer Wäge- Schwenkstellung. Diese Figuren sollen nachfolgend gemeinsam beschrieben werden, sofern nicht ausdrücklich auf eine spezielle Figur Bezug genommen wird.

Die Magazintür 142 ist schwenkbar am Magazingehäuse 141 angelenkt und mit einem gehäusefesten Schwenkmotor 16 versehen, der lediglich in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Mittels des Schwenkmotors lässt sich die Magazintür 142 motorisch auf und zu schwenken, wobei der Motor und seine Steuerung so ausgelegt sind, dass präzise Schwenkstellungen der Magazintür 142 angefahren und gehalten werden können, insbesondere die in Figuren 5 bis 7 dargestellte Wäge-Schwenkstellung, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.

An der Magazintür 142 ist eine horizontal ausgerichtete Schiene 18 fixiert, an welcher ein Gewichtsgehäuse 20 linear verschieblich gelagert ist. Das Gewichtsgehäuse 20 ist über einen Spindeltrieb 22 mit einem türfesten Schiebemotor 24 verbunden, sodass es motorisch entlang der Schienenerstreckung verfahren werden kann. Der Schiebemotor 24 und seine Steuerung sind bevorzugt so ausgelegt, dass das Gewichtsgehäuse 20 präzise verfahren und insbesondere in verschiedene Gewichtsgehäuse-Wägepositionen verfahren werden kann, von denen eine in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist.

Das Gewichtsgehäuse 20 umfasst bei der dargestellten Ausführungsform eine in sich starre Schale, die drei separat vertikal linear verfahrbare Einzelaufhängungen 26 für Gewichtsstücke 28 aufweist. Auf die spezielle Gestaltung der Einzelaufhängungen 26 soll weiter unten im Kontext der Figuren 8 und 9 noch näher eingegangen werden.

An einer Position der Magazintür 141 ist ein weiterer Motor, der Stößelmotor 30 festgelegt, der beispielsweise über einen nicht im Detail gezeigten Schneckentrieb mit einem Stößel 32 gekoppelt ist. Der Stößel 32 ist dadurch motorisch vertikal verfahrbar.

Durch Betätigung des Verschiebemotors 24 kann das Gewichtsgehäuse 26 so verfahren werden, dass wahlweise jede der Einzelaufhängungen 26 exakt unter dem Stößel 32 positioniert ist. Der Stößel 32 ist relativ zu der Magazintür 142 so positioniert, dass er sich in der in den Figuren 5 bis 7 gezeigten Wäge-Schwenkstellung der Magazintür 142 exakt mittig über dem Wägegutträger 122 befindet.

In Figur 5 ist eine Gewichtsgehäuse-Rückzugsposition dargestellt, in welcher das Gewichtsgehäuse zur Entlastung der Schwenklagerung nach soweit wie möglich schwenklagerseitig der Magazintür 142 verfahren ist. Figur 6 hingegen zeigt das Gewichtsgehäuse 20 in einer von drei Gewichtsgehäuse- Wägepositionen, in der insbesondere das größte der Gewichtsstücke 28 mit seiner zugeordneten Einzelaufhängung 26 exakt unter dem Stößel 32 und mittig über dem Wägegutträger 122 schwebt.

Figur 7 zeigt einen Zustand, in dem der Stößel 32 mittels des Stößelmotors 30 nach unten verfahren wird und dabei die Einzelaufhängung 26 des größten Gewichtsstücks 28 relativ zum Gewichtsgehäuse 20 nach unten drückt. Insbesondere erfolgt dieses Absenken so weit, dass der Boden des Gewichtsstücks 28 auf der Oberfläche des Wägegutträgers 122 aufsetzt. Die Einzelaufhängung 26 ist dabei so konstruiert, dass das Gewichtsstück 28 von ihr bzw. vom Gewichtsgehäuse 20 freikommt und allein auf dem Wägegutträger 122 lastet, sodass der mit dem Wägegutaufnehmer 122 gekoppelte Wägesensor einen exakten Gewichtswert für das Gewichtsstück 28 erfassen kann.

Figur 8 zeigt drei Phasen eines solchen Absenkvorgangs. Die Einzelaufhängung 26 umfasst im Wesentlichen eine Halskrause 261 , die mit radialem und vertikalem Abstand den Hals des als Standard- Knopfgewicht ausgebildeten Gewichtsstücks 28 umgreift. Dessen Kopf hängt somit auf der Halskrause 261. Oberhalb des Kopfes des Gewichtsstücks 28 weist die Einzelaufhängung 26 einen Freiraum 262 auf. Die Halskrause 261 und der Freiraum 262 werden durch entsprechende Formung eines Rahmens 263 gebildet, der mit vertikalem Untermaß in einer entsprechenden Ausnehmung des Gewichtsgehäuses 20 vertikal linear verschieblich gelagert ist. Insbesondere bildet die Ausnehmung einen oberen Anschlag 264 und einen unteren Anschlag 265 für den Rahmen 263. Durch Druckfedern 266 ist der Rahmen 263 gegen den oberen Anschlag 264 federvorgespannt. Diese Situation ist in Figur 8a illustriert.

Durch Absenken des Stößels 32 wird der Rahmen 263 entgegen der Federkraft der Druckfedern 266 in Richtung des unteren Anschlags 265 verschoben. Dadurch wird das an der Halskrause 261 hängende Gewichtsstück 32 abgesenkt. Dieser Zustand ist in Figur 8b dargestellt.

Der Absenkvorgang wird durch Anlaufen des Rahmens 263 gegen den unteren Anschlag 265 begrenzt, wie dies in Figur 8c illustriert ist. Beim tatsächlichen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere bei der Übergabe des Gewichtsstücks 28 an den Wägegutträger 122 schlägt der Boden des Gewichtsstücks 28 in der in Figur 8b dargestellten Absenkstellung auf der Oberfläche des Wägegutträgers 122 an. Beim Übergang zur Absenkstellung gemäß Figur 8c kann das Gewichtsstück 8 der abwärtigen Vertikalbewegung seiner Einzelaufhängung 26 (anders als in Figur 8c dargestellt) nicht weiter folgen, vielmehr hebt es sich relativ zur Halskrause 261 an, sodass es von dieser freikommt. Sein Gewicht lastet dann allein auf dem Wägegutträger 122.

Figur 9 zeigt nochmals Details der Einzelaufhängung 26, nämlich in Seitenansicht (Figur 9a) und in Schnittansicht (Figur 9b) gemäß den Schnittpfeilen in Figur 9a. Man erkennt, dass die Halskrause 261 den Hals des Gewichtsstücks 28 nicht vollumfänglich umgibt, sondern an einer Seite in einen flachen, schräg ansteigenden Kanal 267 übergeht.

Dadurch wird es, wie man insbesondere aus Figur 9b erkennen kann, möglich, durch leichtes Ankippen des Gewichtsstücks 28 dessen Kopf in den Kanal und durch diesen hindurch aus der Einzelaufhängung 26 zu führen. Der Hals des Gewichtsstücks 28 durchsetzt dabei einen geeignet dimensionierten Schlitz im Boden des Kanals 267. Auf umgekehrte Weise lässt sich das Gewichtsstück 28 in die Einzelaufhängung 26 einhängen.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.

Bezugszeichenliste

10 Wägevomchtung

12 Waage

121 Waagengrundkörper

122 Wägegutträger

123 Wägeraumwandung

124 Schnittstelle

14 Gewichtsmagazin

141 Magazingehäuse

142 Magazintür

144 Schnittstelle

16 Schwenkmotor

18 Schiene

20 Gewichtsgehäuse

22 Spindeltrieb

24 Schiebemotor

26 Einzelaufhängung

261 Halskrause

262 Freiraum

263 Rahmen

264 oberer Anschlag

265 unterer Anschlag

266 Druckfeder

267 Kanal

28 Gewichtsstück

30 Stößelmotor

32 Stößel