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Die Erfindung betrifft eine Waage mit einer Wägezelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Waagen, wie z. B. Personenwaagen und Küchenwaagen, mit Wägezellen seit langem bekannt. Bei diesen Waagen sind die Wägezellen zwischen einer Lastplatte, auf die der zu wiegende Gegenstand bzw. auf die sich die zu wiegende Person stellt, und einer Bodenplatte, die bei einem Messvorgang auf den Untergrund gestellt wird, angeordnet. In einer bekannten Waage wird als Wägezelle eine Doppelbiegebalkenwägezelle verwendet, die in der Mitte der Waage angeordnet ist. Die Verwendung von Doppelbiegebalkenwägezellen weist den Vorteil auf, dass diese eine Verfälschung des Messergebnisses aufgrund eines Drehmoments ausgleichen können und, dass nur eine einzige Doppelbiegebalkenwägezelle verwendet werden muss, um ein exaktes Messergebnis zu erhalten. Ein das Messergebnis verfälschendes Drehmoment entsteht immer dann, wenn beispielsweise der zu wiegende Gegenstand nicht in der Mitte der Waage angeordnet ist. Das Drehmoment ist umso größer je weiter die Stelle, auf der der zu wiegende Gegenstand gestellt wird, von der Mitte der Waage, in der die Doppelbiegebalkenwägezelle angeordnet ist, entfernt ist.
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Eine Waage, die eine Doppelbiegebalkenwägezelle verwendet, wird beispielsweise in
DE 103 08 803 offenbart. Genauer gesagt wird in dieser Waage nur eine einzige Doppelbiegebalkenwägezelle verwendet, die in der Mitte der Waage angeordnet ist.
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Der Einsatz von Doppelbiegebalkenwägezellen weist den Nachteil auf, dass aufgrund der Struktur der Doppelbiegebalkenwägezelle der Abstand zwischen der Lastplatte und der Bodenplatte relativ groß ist und damit die Waage eine große Bauhöhe aufweist. Die Bauhöhe erhöht sich weiter bei Waagen, bei denen an der Bodenplatte Standfüße angeordnet sind. Aufgrund der großen Bauhöhe der Waage kann die Waage nur schwierig verstaut werden und es besteht eine erhöhte Stolpergefahr.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waage bereitzustellen, die eine kleine Bauhöhe aufweist und in der das zuvor genannte Drehmoment die Messergebnisse nicht verfälscht.
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Die Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen genannt.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass in der Waage zwischen der Lastplatte und der Bodenplatte zumindest drei Planarwägezellen angeordnet sind. Die Planarwägezellen weisen eine geringe Bauhöhe auf, so dass der Abstand zwischen der Lastplatte und der Bodenplatte klein ist. Im Ergebnis verringert sich die Bauhöhe der Waage im Vergleich zu einer Waage, in der eine Doppelbiegebalkenwägezelle eingesetzt wird. Infolge der kleinen Bauhöhe der Waage ergeben sich neue Möglichkeiten für die Verstaubarkeit von dieser. So ist es beispielsweise möglich, die Waage in einem Teppich oder ähnlichem zu integrieren.
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Zusätzlich weist die erfindungsgemäße Waage den Vorteil auf, dass zumindest drei Planarwägezellen angeordnet sind. Da zumindest drei Planarwägezellen vorgesehen sind, ist automatisch klar, dass diese jeweils näher zu einer jeweiligen Endseite bzw. zu dem Rand der Waage angeordnet sind als die mittig angeordnete Doppelbiegebalkenwägezelle. Aus diesem Grund ist auch das Drehmoment, das sich bei einem Aufbringen einer Belastung an die Endseite der Waage einstellt, kleiner als bei der bekannten Waage. Genauer gesagt ist das Drehmoment bereits so klein, dass ausreichend genaue Messergebnisse erhalten werden.
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Ferner weist die Erfindung den Vorteil auf, dass die Bodenplatte eben ausgebildet ist und damit keine Unebenheiten aufweist, die beispielsweise durch ein Vorsehen von Standfüßen entstehen. Der Vorteil der eben ausgebildeten Bodenplatte besteht darin, dass bei einem Messvorgang die Krafteinleitung in die Waage über die gesamte zu dem Untergrund gerichtete Fläche der Bodenplatte erfolgt. Somit existiert keine Möglichkeit eines das Messergebnis verfälschenden Kraftnebenschlusses, da im Gegensatz zu einer bekannten Waage, in der Standfüße verwendet werden, in der erfindungsgemäßen Waage alle Kräfte, die in die Bodenplatte eingeleitet werden, an die Wägezelle weitergeleitet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass jede der Planarwägezellen an jeweils voneinander unterschiedlichen Endseiten der Waage vorgesehen ist. Eine derartige Anordnung der Planarwägezellen verbessert die Genauigkeit der Messergebnisse, da der Einfluss des Drehmoments auf die Messgenauigkeit verringert wird, da der Abstand zwischen einer Krafteinleitung durch den zu wiegenden Gegenstand bzw. die zu wiegende Person und die Position der zu dem Gegenstand bzw. Person nähesten Planarwägezelle klein ist.
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Des Weiteren besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass mehrere Segmente, die jeweils zumindest drei Planarwägezellen aufweisen, vorgesehen sind. Das Vorsehen von mehreren Segmenten und damit mehreren Planarwägezellen weist den Vorteil auf, dass sich bei einem Wiegevorgang die Belastung auf mehrere Segmente bzw. Planarwägezellen verteilt. Somit verringert sich auch die Kraft, die auf eine Planarwägezelle anliegt, im Vergleich zu einer Waage, die nur drei Planarwägezellen aufweist. Im Ergebnis können Planarwägezellen mit einer geringeren Bauhöhe verwendet werden, was die Bauhöhe der gesamten Waage verkleinert. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von mehreren Segmenten besteht darin, dass der Einfluss des Drehmoments auf die Messgenauigkeit weiter verringert wird, da der Abstand zwischen dem Gegenstand bzw. der Person und der dazu nähesten Planarwägezelle weiter verkleinert wird.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleich wirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
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1 eine Waage mit Plänarwägezellen und ohne eine Lastplatte in einer ersten Ausführungsform,
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2A eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Waage einer zweiten Ausführungsform, die mehrere Segmente aufweist, ohne Lastplatte und Bodenplatte,
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2B eine Schnittansicht entlang der in 2A gezeigten Schnittlinie A-A.
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Die in 1 gezeigte Waage 1 einer ersten Ausführungsform besitzt eine rechteckförmige Bodenplatte 10. Die Bodenplatte 10 ist hohlförmig ausgebildet und weist Vorsprünge 11 auf, die entlang der gesamten Endseite der Bodenplatte 10 verlaufen, und ist bei einem Messvorgang mit dem Boden in Kontakt. Die Vorsprünge 11 ragen in Richtung zu einer in 2B dargestellten Lastplatte, auf die der zu wiegende Gegenstand steht bzw. auf die sich die zu wiegende Person während des Messvorgangs stellt. Diese Lastplatte wird auf die hohlförmige Bodenplatte 10 gesetzt, so dass sich ein abgeschlossener Waagenkörper ausbildet.
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Auf der Bodenplatte 10 sind in dieser Ausführungsform vier Planarwägezellen 2 ausgebildet. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in denen nur drei Planarwägezellen oder mehr als vier Planerwägezellen vorgesehen sind. Die Planarwägezellen 2 bestehen aus einem ersten Abschnitt 21 und einem zweiten Abschnitt 22. Der erste Abschnitt 21 ist an mindestens einer Position mittels eines Befestigungsmittels 3, wie beispielsweise Schrauben, mit der Bodenplatte 10 verbunden. Der zweite Abschnitt 22 ist mit dem ersten Abschnitt 21 verbunden und steht an mindestens einer Position mit der in 1 nicht dargestellten Lastplatte in Kontakt, so dass während eines Messvorgangs die auf die Lastplatte ausgeübte Belastung auf den zweiten Abschnitt 22 übertragen wird. Auf dem zweiten Abschnitt 22 ist mindestens ein Dehnmesstreifen angeordnet, der zur Ermittlung des Gewichts des zu messenden Gegenstands bzw. der Person verwendet wird. Die Planarwägezellen 2 sind mit einem in 1 nicht dargestellten Steuergerät verbunden.
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Die einzelnen Planarwägezellen 2 sind dabei jeweils an voneinander unterschiedlichen Endseiten der Bodenplatte 10 angeordnet. Genauer gesagt sind zwei Planarwägezellen 2 an zwei sich gegenüberliegenden Ecken der Bodenplatte 10 angeordnet. Die restlichen zwei Planarwägezellen 2 sind jeweils zwischen der in der jeweiligen Ecke vorgesehenen Planarwägezelle 2 und der jeweils anderen Ecke der Bodenplatte 10, in der keine Planarwägezelle 2 vorgesehen ist, angeordnet. Eine derartige Anordnung der Planarwägezellen 2 soll eine Verfälschung des Messergebnisses verhindern, wenn der zu wiegende Gegenstand in die Nähe oder an den Rand der Waage 1 gestellt wird bzw. wenn sich die zu wiegende Person in die Nähe des Randes oder an den Rand der Waage 1 stellt. Es ist klar, dass bei einer Ausführungsform, die nur drei Planarwägezellen aufweist, diese Planarwägezellen 2 an den Endseiten der Bodenplatte 10 und/oder in den Ecken der Bodenplatte 10 oder in einer anderen Anordnungsform angeordnet sein können.
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2A zeigt eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Waage 1 in einer zweiten Ausführungsform, die mehrere Segmente 4 aufweist. Im Folgenden werden als Segmente verschiedene Abschnitte innerhalb der Waage 1 angesehen, innerhalb der zumindest drei Planarwägezellen 2 angeordnet sind. Die Segmente können gleich groß sein oder auch nicht.
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In dieser Ausführungsform weist die Waage 1 vier Segmente 4 auf. Die Planarwägezellen 2 sind in den einzelnen Segmenten 4 jeweils an gleichen Stellen angeordnet. Genauer gesagt sind die einzelnen Planarwägezellen 2 in einem einzelnen Segment 4 so angeordnet, dass die Planarwägezellen 2 an voneinander unterschiedlichen Endbereichen des Segments 4 vorgesehen sind. Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, in denen die Planarwägezellen in den einzelnen Segmenten nicht immer an der gleichen Stelle vorgesehen sind. Ferner sind Ausführungsformen vorstellbar, in denen die Planarwägezellen nicht an den Endbereichen des Segments 4 vorgesehen sind, sondern in einer anderen Anordnungsform innerhalb der Segmente.
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2B zeigt eine Schnittansicht entlang der in 2A gezeigten Schnittlinien A-A. Die Segmente 4 und damit die Planarwägezellen 2 sind zwischen der Bodenplatte 10 und der Lastplatte 30 angeordnet. Die einzelnen Segmente 4 sind durch eine Ummantelung 5, die aus einem elastischen Material besteht, miteinander verbunden. Die Ummantelung 5 steht dabei sowohl mit der Lastplatte 30 als auch mit der Bodenplatte 10 in Kontakt.
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Im Folgenden wird der Messvorgang erläutert. Wenn ein Gegenstand auf den Rand der Lastplatte 30 gestellt wird bzw. wenn sich eine Person auf den Rand der Lastplatte 30 stellt, wird die Belastung auf die mit der Lastplatte 30 in Kontakt stehende Planarwägezelle 2 übertragen. Im Ergebnis wird die Kraft auf den zweiten Abschnitt 22 der Planarwägezelle 2 übertragen, der sich infolge davon biegt. Mittels einer aus dem Stand der Technik bekannten Messelektrik, die einen auf der Planarwägezelle 2 vorgesehenen Dehnmessstreifen umfasst, kann die Biegung und damit das Gewicht der zu messenden Person bzw. des zu messenden Gegenstands ermittelt und ausgegeben werden. Da zumindest drei Planarwägezellen 2 verwendet werden, die mit der Lastplatte 30 an unterschiedlichen Stellen in Kontakt sind, ist der Einfluss des auftretenden Drehmoments auf die Messgenauigkeit vernachlässigbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Waage
- 10
- Bodenplatte
- 11
- Vorsprung
- 2
- Planarwägezelle
- 21
- erster Abschnitt
- 22
- zweiter Abschnitt
- 3
- Befestigungsmittel
- 30
- Lastplatte
- 4
- Segment
- 5
- Ummantelung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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