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Die Erfindung betrifft eine Wägezelle zum Wiegen von auskragenden Lasten, insbesondere zum Einsatz bei einer Patientenliftwaage. Die Wägezelle besitzt eine Lastaufnahme und eine Messfeder zum Messen der Last, wobei die Messfeder einen Messfedergrundkörper mit wenigstens zwei Biegemessbalken und mit einem Messfederhohlraum umfasst; ferner ist noch eine Befestigungsgrundplatte vorhanden, welche innerhalb des Messfederhohlraums zwischen den wenigstens zwei Biegemessbalken angeordnet ist und zumindest teilweise über den Messfedergrundkörper hinausragt und mit einer der Lastaufnahme abgewandten Seite des Messfedergrundkörpers verbunden ist.
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Wägezellen dieser Art sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und haben sich vielfach gut bewährt. So ist eine Wägevorrichtung (Wägezelle) zum Messen von auskragenden Lasten, wie sie im Absatz [0001] angegeben ist, aus der
DE 196 44 657 A1 bekannt. Die Wägevorrichtung umfasst eine Messfeder, die insbesondere als Doppelbiegebalken ausgebildet sein kann. Hierbei ist die Befestigungsgrundplatte an der Wägezelle innerhalb des Messfederhohlraums des Messfedergrundkörpers angeordnet, sodass dieser in vielen Fällen nicht genutzte Bauraum hier zur Unterbringung von Bauteilen oder Bauteilgruppen der Wägezelle herangezogen ist. Der Messfederhohlraum lässt sich zudem noch derart ausgestalten, dass die Befestigungsgrundplatte ausreichend biege- und torsionssteif dimensioniert werden kann. Durch die Anordnung der Befestigungsgrundplatte zwischen den zwei Biegemessbalken des Messfederkörpers ist die Wägezelle bei gleicher oder gesteigerter Wägeleistung (erhöhte Nennwägelast) insgesamt sehr kompakt aufgebaut.
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Die bekannte Wägevorrichtung ist auch zur Gewichtsermittlung von Patienten geeignet, denn sie ist einerseits besonders biegemoment- und torsionsmomentunempfindlich und. andererseits aufgrund des sehr geringen Bauraumes in bestehende Vorrichtungen, wie etwa Patientenaufnahmevorrichtungen bzw. Patientenhebevorrichtungen, nachträglich leicht integrierbar, Aus diesen Gründen hat sich diese Wägevorrichtung vielfach bewährt. Nachteilig ist aber, dass eine Befestigung der Wägevorrichtung an vorhandene Vorrichtungen konstruktiv sehr aufwendig ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wägezelle bereit zu stellen, die einerseits der Forderung nach einer höheren Wägelast gerecht wird und die andererseits trotzdem weiterhin sehr kompakt aufgebaut ist, so dass beispielsweise die Abmessungen eines bestehenden Messkopfes an einer Patientenliftwaage nicht geändert werden müssen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Wägezelle mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, welche zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Da die Befestigungsmittel Befestigungsflansche zum Befestigen der Wägezelle an einer Wägezellenaufnahme umfassen, ist eine sichere Verbindung zwischen der Wägezelle und der Wägezellenaufnahme konstruktiv besonders einfach zu realisieren, denn mittels derartiger Befestigungsflansche kann ein möglicher Abstand zwischen der Wägezellenaufnahme und der Befestigungsgrundplatte der Wägezelle überbrückt werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass die Befestigungsflansche außerhalb des Messfederhohlraums angeordnet sind und an einem Bereich der Befestigungsgrundplatte befestigt sind, der über den Messfedergrundkörper hinausragt. Dadurch dass die Befestigungsgrundplatte zumindest teilweise über den Messfedergrundkörper hinausragt, ist die Wägezelle besonders gut zugänglich und kann ohne großen Aufwand an eine ortsfeste Befestigungseinrichtung angebracht werden, beispielsweise an eine Personenliftwaage.
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Vorteilhaft ist auch die konstruktiv einfache Befestigung der Befestigungsflansche an der Befestigungsgrundplatte anbringen; die Befestigungsflansche mittels einer Schraubverbindung mit der sind Befestigungsgrundplatte verklemmt. Damit der Bereich der Lastaufnahme durch eine derartige Schraubverbindung nicht negativ beeinträchtigt wird, ist die Befestigungsgrundplatte an einer der Lastaufnahme abgewandten Seite des Messfedergrundkörpers angeschraubt.
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Da die zwei oder mehr Befestigungsflansche überdies mittels der Befestigungsgrundplatte miteinander verbunden sind, werden die Kräfte zwischen der Wägezelle und der Wägezellenaufnahme symmetrisch in den Messfedergrundkörper eingeleitet, wodurch sich die Messgenauigkeit der Wägezelle weiter erhöht. Dies gelingt besonders gut, wenn die Befestigungsgrundplatte beidseits des Messfedergrundkörpers aus dem Messfederhohlraum hinausragt.
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Die vorliegende Wägezelle lässt sich nicht nur durch unterschiedlich gestaltete Befestigungsflansche an verschiedenartigste Wägezellenaufnahmen anpassen, sondern eine weitere Anpassung der Wägezelle an eine Wägezellenaufnahme kann in vorteilhafter Weise vorgenommen werden, wenn die Befestigungsmittel einen Befestigungsadapter aufweisen. Mittels des Befestigungsadapters kann die Wägezelle an unterschiedlich gebauten Wägezellenaufnahmen selbst dann angeordnet werden, wenn die vorhandenen Befestigungsflansche für eine der Wägezellenaufnahmen nicht geeignet sind. Eine Anpassung kann dann mittels des Befestigungsadapters unproblematisch und schnell vorgenommen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin von einer Wägezelle mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 3 gelöst, welche zusätzlich die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 aufweist.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird als Befestigungsmittel ein Klemmbügel verwendet. Der Klemmbügel ist gegenüber der Befestigungsgrundplatte lediglich verklemmt und nicht mit diesem verschraubt, was einen schnellen Wechsel einer Wägezelle an unterschiedliche Wägezellenaufnahmen zulässt.
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Bei beiden Ausführungen der Erfindung (Anspruch 1 und 3) können durch die Anordnung der Befestigungsgrundplatte innerhalb des Messfederhohlraums beziehungsweise zwischen zwei Biegemessbalken des Messfedergrundkörpers Lasten und damit einhergehende Kräfte großflächiger zwischen den Befestigungsmitteln und des Messfedergrundkörpers eingeleitet werden, wodurch sich die Lasten bzw. Kräfte vorteilhafter. zwischen der Befestigungsgrundplatte und dem Messfedergrundkörper verteilen können. Insbesondere kann sich hierdurch das elastisch-plastische Verformungsverhalten der Messfeder verbessern, wodurch das Hysterese-Verhalten der Wägezelle wesentlich verbessert ist. Hierdurch wird die Messgenauigkeit noch weiter erhöht.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Befestigungsgrundplatte gelingt es zudem, problemlos selbst sehr viel größere Lasten zwischen einer ansonsten oftmals ortsfesten Wägevorrichtung, wie beispielsweise einer Patientenliftwaage, und der Wägezelle zu übertragen als bei bekannten Wägezellen. Um dies zu erreichen, hätten die bisher verwendeten Befestigungsplatten und ihre Anordnung dagegen derart verändert werden müssen, dass die Wägezellen nicht mehr insbesondere an bestehenden Patientenliftwaagen einsetzbar gewesen wären.
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Mittels der der Erfindung zugrunde liegenden Wägezellen kann deshalb eine Nennwägelast erreicht werden, die größer als 182 kg ist, wobei die Wägezellen auf Grund der besonderen Positionierung und Auslegung der Befestigungsgrundplatte gleichzeitig weiterhin sehr kompakt aufgebaut sind. Herkömmliche Wägezellen, die insbesondere für einen Einsatz an Personenliftwaagen geeignet sind, haben bei gleichen Außen- und Anschlussabmessungen lediglich eine Nennwägelast von max. 160 kg, so dass vorliegend eine Erhöhung der Nennwägelast von mehr als 13% erreicht werden kann.
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Damit die Befestigungsgrundplatte gegenüber dem Messfedergrundkörper fest aber lösbar angeordnet werden kann, sieht eine Ausführungsvariante vor, dass die Befestigungsgrundplatte an dem Messfedergrundkörper angeschraubt ist. Es versteht sich, dass die Befestigungsgrundplatte auch auf anderem Wege mit dem Messfedergrundkörper verbunden werden kann. Eine Schraubverbindung ist jedoch besonders einfach herzustellen und zudem bei Bedarf wieder lösbar.
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Um eine Verformungsarbeit der Messfeder, insbesondere im Bereich vorhandener Biegemessbalken, möglichst wenig negativ zu beeinflussen, ist in einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen, die Befestigungsgrundplatte gegenüber den Biegemessbalken berührungsfrei an dem Messfedergrundkörper anzuordnen. Dies lässt sich selbst dann mit baulich geringem Aufwand gewährleistet, wenn die Befestigungsgrundplatte innerhalb des Messfederhohlraums beabstandet von den Biegemessbalken an dem Messfedergrundkörper angeordnet ist. Hierzu kann die Befestigungsgrundplatte in ihrer Längserstreckung zwischen zwei Biegemessbalken, kürzer ausgebildet sein als der dort vorhandene Messfederhohlraum.
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Es versteht sich, dass die Messfeder unterschiedlich aufgebaut sein kann. Eine Ausführungsvariante hinsichtlich, der Messfeder sieht vor, dass die Biegemessbalken parallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann insbesondere eine Doppelbiegebalkenwägezelle bereitgestellt werden, die insbesondere auch als Mehrachbiegebalkenwägezelle ausgebildet sein kann.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft eine Wägezelle zum Wägen von Lasten dargestellt ist.
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Es zeigt
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1 schematisch eine Seitenansicht einer Wägezelle mit einer Befestigungsgrundplatte innerhalb eines Hohlraums einer Messfeder und zwischen zwei Biegemessbalken der Messfeder,
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2 schematisch eine Rückansicht der Wägezelle aus der 1,
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3 schematisch eine erste perspektivische Ansicht der Wägezelle aus den 1 und 2 mit einem an der Befestigungsgrundplatte angeordneten Doppelflansch einschließlich eines Befestigungsadapters, und
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4 schematisch eine weitere perspektivische Ansicht der Wägezelle aus den vorangegangenen Figuren mit einem Klemmbügel, welcher alternativ zu dem Doppelflansch und dem Befestigungsadapter an der Befestigungsgrundplatte angeklemmt ist.
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Die in der 1 gezeigte Wägezelle 1 weist einen Wägezellenkörper 2 auf, der im Wesentlichen einerseits eine Lastaufnahme 3 und andererseits eine Messfeder 4 umfasst.
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Die Lastaufnahme 3 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Lasteinleitungselement 5 und einem auskragenden ersten Lastseitensteg 6 sowie einem zweiten auskragenden Lastseitensteg 7. Zwischen den beiden Lastenseitenstegen 6, 7 ist das Lasteinleitungselement 5 angeordnet. Das Lasteinleitungselement 5 wird beim Wägen, beispielsweise eines Patienten in einer Patientenliftwaage, mit einer Last 8 belastet.
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Die Messfeder 4 besteht im Wesentlichen aus einem Messfedergrundkörper 9, der einen Messfederhohlraum 10 umfasst, der an dem Messfedergrundkörper 9 wiederum derart vorgesehen ist, dass an dem Messfedergrundkörper 9 an einer ersten Seite 13 ein erster Biegemessbalken 14 der Messfeder 4 und an einer zweiten Seite 15 des Messfedergrundkörpers 9 ein zweiter Biegemessbalken 16 der Messfeder 4 realisiert ist.
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Im Bereich der Biegemessbalken 14, 16 sind an den beiden diesbezüglichen Seiten 13, 15 Dehnmessstreifen 17 (hier nur exemplarisch an der Seite 13 gezeigt) an dem Messfedergrundkörper 9 appliziert.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Wägezelle 1 sind die Lastaufnahme 3 und die Messfeder 4 gemeinsam mittels des Wägezellenkörpers 2 realisiert, d. h. die Lastaufnahme 3 und die Messfeder 4 sind einstückig aus einem Werkstoffstück hergestellt.
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Auf die Funktion der Messfeder 4 mit ihren Biegemessbalken 14, 16 und den dazugehörigen Dehnmessstreifen 17 wird vorliegend nicht weiter explizit eingegangen, da der Aufbau und die Funktion einer solchen Messfeder 4 aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist.
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Hingegen, nicht bekannt ist, dass in dem Messfederhohlraum 10 eine Befestigungsgrundplatte 18 angeordnet ist, welche Befestigungsmitteln 19 der Wägezelle 1 zuzuordnen
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Befestigungsgrundplatte 18 nicht nur in einem Messfederhohlraum 10 angeordnet, sondern darüber hinaus auch zwischen den, beiden Biegemessbalken 14 und 16, wodurch man die gesamte Wägezelle 1 sehr kompakt bauen kann. Vorteilhafter Weise wird hierdurch der ansonsten ungenutzte Messfederhohlraum 10 zum Platzieren eines wesentlichen Bauteils, nämlich hier der Befestigungsgrundplatte 18, der vorliegenden Wägezelle 1 genutzt.
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Vorteilhafter Weise ist die Befestigungsgrundplatte 18 als massives und damit sehr biegesteifes Bauteil der Befestigungsmittel 19 ausgebildet, so dass selbst hohe Lasten an der Wägezelle 1 die Befestigungsgrundplatte 18 nicht oder nur unwesentlich verformen, können, so dass die Messgenauigkeit der Wägezelle 1 auch hierdurch wesentlich verbessert ist. Die Befestigungsgrundplatte 18 kann aber auch einteilig mit dem Messfedergrundkörper 9 verbunden oder aus diesem herausgearbeitet sein.
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Insbesondere verbessert sich durch die biegesteife Befestigungsgrundplatte 18, welche großflächig mit dem Messfedergrundkörper 9 der Messfeder 4 in Kontakt steht, das elastisch-plastische Verformungsverhalten der Messfeder 4, so dass hierdurch das Hysterese-Verhalten der Wägezelle 1 wesentlich verbessert ist.
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Die Befestigungsmittel 19 umfassen des Weiteren in einer ersten Ausführungsvariante (siehe 1 bis 3) einen ersten Befestigungsflansch 20, einen zweiten Befestigungsflansch 21 sowie einen Befestigungsadapter 22.
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Während die Befestigungsgrundplatte 18 mit insgesamt sechs Befestigungsschrauben 23 (hier nur exemplarisch beziffert) an einer der Lastaufnahme 3 abgewandten Seite 24 des Messfedergrundkörpers 9 fixiert ist, sind die beiden Befestigungsflansche 20, 21 jeweils mit zwei Klemmschrauben 25 (hier nur exemplarisch beziffert) mit der Befestigungsgrundplatte 18 verklemmt. Die beiden Befestigungsflansche 20, 21 sitzen somit fest, aber lösbar links und rechts neben dem Messfedergrundkörper 9, so dass eine in die auskragende Lastaufnahme 3 eingeleitete Last 8 über die Messfeder 4 in die Befestigungsgrundplatte 18 und die beiden Befestigungsflansche 20, 21 symmetrisch in eine hier nicht näher erläuterten Wägezellenaufnahme 26 (siehe 1) eingeleitet beziehungsweise abgeleitet werden kann.
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Mittels des Befestigungsadapters 22 können die Befestigungsmittel 19 problemlos an unterschiedliche Wägezellenaufnahmen 26 angepasst werden, wobei der Befestigungsadapter 22 mittels Zylinderschrauben 27 (hier nur exemplarisch beziffert) an die Befestigungsflansche 20, 21 angeschraubt werden kann.
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Alternativ zu den Befestigungsflanschen 20, 21 und dem Befestigungsadapter 22 können die Befestigungsmittel 19 der Wägezelle 1 auch einen Klemmbügel 28 umfassen. Mittels des Klemmbügels 28 kann die Wägezelle 1 ebenfalls an eine hierfür geeignete Wägezellenaufnahme 26 angeordnet werden.
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Es versteht sich, dass der Aufbau der vorliegenden Wägezelle 1 und insbesondere der Befestigungsmittel 19 von dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel abweichend konstruiert sein können, so lange die Befestigungsgrundplatte 18 innerhalb eines Messfederhohlraums 10 einer Messfeder 9 und/oder zwischen zwei Biegemessbalken 14, 16 der Messfeder 9 platzsparend angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wägezelle
- 2
- Wägezellenkörper
- 3
- Lastaufnahme
- 4
- Messfeder
- 5
- Lasteinleitungselement
- 6
- erster Lastseitensteg
- 7
- zweiter Lastseitensteg
- 8
- Last
- 9
- Messfedergrundkörper
- 10
- Messfederhohlraum
- 13
- erste Seite
- 14
- erster Biegemessbalken
- 15
- zweite Seite
- 16
- zweiter Biegemessbalken
- 17
- Dehnmessstreifen
- 18
- Befestigungsgrundplatte
- 19
- Befestigungsmittel
- 20
- erster Befestigungsflansch
- 21
- zweiter Befestigungsflansch
- 22
- Befestigungsadapter
- 23
- Befestigungsschrauben
- 24
- abgewandte Seite
- 25
- Klemmschrauben
- 26
- Wägezellenaufnahme
- 27
- Zylinderschrauben
- 28
- Klemmbügel
