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Die Erfindung betrifft eine Waage mit einer Wägeplatte zur Aufnahme einer zu wiegenden Last, einer Wägezellen aufweisenden Unterkonstruktion und mit einer Energieversorgung mit einem Energiespeicher, insbesondere in Form eines Akkumulators oder eines Kondensators, und mit einer über die Energieversorgung mit elektrischer Energie gespeisten Auswerteelektronik, die eine Deformation der Wägezellen infolge der auf der Wägeplatte aufliegenden Last in ein Gewicht umzurechnen und über eine Anzeigevorrichtung auszugeben vermag, wobei die Auswerteelektronik, die Anzeigevorrichtung und die Energieversorgung wasserdicht in einem Gehäuse eingekapselt sind.
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Küchen- und Personenwaagen dieser Art sind allgemein bekannt. Insbesondere bei Küchenwaagen besteht häufig das Problem, dass diese infolge des Einsatzes verschmutzen, wobei Küchenwaagen sehr häufig einer Verschmutzung durch Küchenfette ausgesetzt sind. Aber auch Personenwaagen werden durch Hautfette, noch nicht eingezogene Hautcremes oder ähnliche Substanzen auf Dauer verschmutzt, so dass auch hier die Gefahr besteht, dass die Waage über die Zeit unansehnlich werden kann.
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Die bekannten Waagen haben daher den Nachteil, dass sie aufwändig von Hand gereinigt werden müssen. Dies nimmt zwar nicht allzu viel Zeit in Anspruch, ist aber gerade im Fall einer Küchenwaage häufig lästig, da hiermit ein zusätzlicher Arbeitsschritt verbunden ist, der dann oft unterbleibt, so dass die Küchenwaage unansehnlich und unappetitlich werden kann.
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Auch ist die Entfernung von Fetten mit zusätzlichen Reinigungsmitteln verbunden, die nicht ohne weiteres auf die Küchenwaage aufgebracht werden können, zumindest dann, wenn sich die Verschmutzung nicht im Bereich der oberen Wägeplatte, sondern im unteren Gehäusebereich befindet, etwa wenn die Küchenwaage aus Versehen oder aus Nachlässigkeit auf einer verschmutzten Küchenarbeitsplatte abgestellt wurde.
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Darüber hinaus besteht bei den bekannten Waagen das Risiko, dass während des Reinigens mit einem Schwamm oder einer Bürste Feuchtigkeit in die Waage eintritt, so dass hier die Elektronik gestört werden kann. Dies ist insbesondere dann lästig, wenn die Waage für einen erneuten Wiegevorgang möglichst schnell zur Verfügung stehen soll.
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Aus der
DE 200 18 255 U1 ist eine wasserdichte Waage bekannt, die die wesentlichen Teile der waage vor Spritzwasser oder Insekten schützt und zu diesem Zweck eine Kapselung aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Waage zu schaffen, die möglichst leicht zu reinigen ist und eine möglichst geringe Gefahr einer Fehlfunktion infolge eindringender Reinigungsflüssigkeit oder sonstiger Flüssigkeiten aufweist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Energieversorgung über einen wasserdichten Gehäuseabschnitt des Gehäuses mit Energie kontakt- und drahtlos versorgbar ist und, wobei die Energieversorgung eine Energiequelle aufweist, die über eine durch den wasserdichten Gehäuseabschnitt durchtretende energetische Erregung aktivierbar ist, wobei zur Erzielung einer Spülmaschinenfestigkeit alle Komponenten der Waage bis zu einer Temperatur von 50°C, bevorzugt bis zu einer Temperatur von 65°C temperaturfest sind. Erfindungsgemäß wird nun der wesentliche Bereich der Elektronik eingekapselt. Dies hat den Vorteil, dass die Elektronik nicht mehr mit Flüssigkeiten in Verbindung kommen kann. Insbesondere im Bereich der Energieversorgung, die bei vielen handelsüblichen Waagen über Batterien oder wieder aufladbare Akkumulatoren erfolgt, besteht bei den bekannten Waagen die Gefahr, dass Feuchtigkeit entweder von der Küchenarbeitsplatte, dem Boden eines Badezimmers oder auch Reinigungsflüssigkeit in die Waage eindringen kann. Gerade im Bereich des Batteriefaches ist eine solche Möglichkeit grundsätzlich gegeben. Durch die erfindungsgemäße Einkapselung der wesentlichen Elektronikbereiche bzw. der vollständigen Waage kann dies nun nicht mehr geschehen.
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In einer einfachen Ausgestaltung schützt die erfindungsgemäße Waage vor ungewollt eindringender Feuchtigkeit, so dass hierdurch bereits eine wesentliche Verbesserung erzielt wird. Damit trotz der Einkapselung der Auswerteelektronik, der Anzeigevorrichtung und der Energieversorgung die Waage nicht zum Wegwerfprodukt aufgrund eines irgendwann einmal vollständig entleerten Energiespeichers wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Waage kabel- und/oder drahtlos mit Energie versorgt und, wenn ein Energiespeicher vorhanden ist, dieser aufgeladen werden kann. Hierzu ist die Energieversorgung der Waage über den wasserdichten Gehäuseabschnitt mit Energie versorgbar. Dies bedeutet, dass die Energie zum direkten Betrieb der Waage oder zum Aufladen des Energiespeichers durch den wasserdichten Gehäuseabschnitt hindurchtreten kann, ohne dass eine Kabeldurchführung durch die Gehäusewand bzw. die Kapselung der Elektronikbauteile notwendig wäre.
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Natürlich kann auch die gesamte Waage oder das gesamte Gehäuse der Waage einem Energiefeld ausgesetzt werden, das dann über die bekannten Maßnahmen zu einem Aufladen des Energiespeichers führt. Die Waage kann unmittelbar mit Energie versorgt werden. Hierzu werden bevorzugt Solarzellen verwendet, die während des Wiegevorgangs die notwendige Energie zur Verfügung stellen. Zusätzlich kann auch ein Energiepuffer oder -speicher Verwendung finden, so dass während des konkreten Einsatzes die Waage von einer externen Energiezufuhr unabhängig ist. Die Energie kann zum Beispiel in einem oder mehreren Akkumulatoren oder Kondensatoren zwischengespeichert werden.
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Grundsätzlich kann die Erfindung über zwei unterschiedliche Ausgestaltungen realisiert werden. Zum einen ist es insbesondere bei einem Gehäuse aus Kunststoff möglich, dass Kontakte zum Energiespeicher an die Außenseite des Gehäuses in einer Weise geführt sind, dass sie dortfeuchtigkeits- und wasserdicht enden und zum Kontaktieren abgegriffen werden können. Insbesondere bei Kunststoffen ist dies leicht durch Einspritzen der Kontakte, optional unter nachfolgendem Freilegen der Kontaktflächen möglich. Diese Ausgestaltung benötigt dann zwangsläufig einen Energiespeicher.
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Das Um- bzw. Einspritzen der Kontakte, über die der Energiespeicher kontaktiert werden kann, verhindert allerdings noch nicht einen Kurzschluss, der bei vollständigem untertauchen oder großflächigem Benetzen der Waage mit Flüssigkeit entstehen kann. Um dies zu vermeiden kann vorgesehen sein, dass am Gehäuse eine Reinigungstaste angeordnet ist, durch die die Waage in einen Reinigungsmodus umgeschaltet werden kann, in dem die elektrische Verbindung zwischen den außenliegenden Kontakten und dem Energiespeicher unterbrochen ist. Natürlich sollte auch diese Taste feuchtigkeitsdicht ausgeführt sein, so dass sich hier insbesondere Näherungsschalter auf kapazitiver Basis oder Sensortasten anbieten, über die der Benutzer die Waage in den Reinigungsmodus umschalten kann.
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Eine noch weiter bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung verwendet eine Energieversorgung, die drahtlos und kabellos ausgeführt ist und dann auch auf einen Energiespeicher verzichten kann, sofern die Unabhängigkeit von der momentanen Energiezufuhr nicht gewünscht ist. Diese Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, dass gar keine Kontakte im äußeren Bereich des Gehäuses vorgesehen sein müssen, so dass die Gefahr eines Kurzschlusses oder einer elektrischen Fehlfunktion infolge der Feuchtigkeit und des damit verbundenen Stromflusses von vorne herein vermieden ist.
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Ferner kann bei dieser Ausgestaltung das Gehäuse besonders einfach produziert werden, da das Einspritzen bzw. Einkleben von Kontakten mit Kontaktierung an der Außenseite entfällt. Dies ist insbesondere bei Küchenwaagen oder Personenwaagen wichtig, da diese Waagen üblicherweise preiswert herstellbar sein müssen und aufwendige Verfahrensschritte während des Herstellungsverfahrens des Gehäuses möglichst vermieden werden sollen.
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Eine kontakt- und drahtlose Energieversorgung des Energiespeichers lässt sich auf verschiedene Weisen realisieren. Grundsätzlich kommen hier alle dem Fachmann bekannten Maßnahmen in Betracht, die nachfolgenden Beschreibungen möglicher Ausgestaltungen der Erfindung sind daher nur als beispielhaft anzusehen:
Über eine optische Einkopplung der Energie in das Waagengehäuse kann zum Beispiel eine im Gehäuse vorgesehene Solarzelle mit Energie versorgt werden, die wiederum den Energiespeicher der Waage versorgt. Hierzu ist der wasserdichte Gehäuseabschnitt transparent und sogar durchsichtig ausgebildet, so dass die energiereiche Strahlung durch diesen Wandabschnitt hindurchtreten und auf die Solarzelle wirken kann.
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Das Prinzip der Solarzelle ist allgemein bekannt und wird daher im Folgenden nicht weiter beschrieben. Wesentlich ist hier die Tatsache, dass die Solarzelle derart in das Gehäuse integriert ist, dass sie eventueller Feuchtigkeit keine Möglichkeit bietet, in das Gehäuse einzudringen. Hierzu kann entweder die Solarzelle hinter dem bereits genannten wasserdichten Gehäuseabschnitt angeordnet sein, alternativ kann die Solarzelle auch ein Teil des Gehäuseabschnittes sein, also wasser- und flüssigkeitsdicht so in das Gehäuse integriert sein, dass ihre äußere Expositionsfläche bündig mit der Gehäuseaußenseite angeordnet ist.
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Eine weitere Möglichkeit, den Energiespeicher von außen draht- und kontaktlos mit Energie zu versorgen, besteht in einem induktiven Ladevorgang. Hier wird über eine transformatorische Kopplung Energie von einer externen Primärspule auf eine Sekundärspule übertragen. In diesem Ausführungsbeispiel ist also die Energiequelle die Sekundärspule, die von der Primärspule induktiv angeregt wird.
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Eine solche Ausgestaltung bietet sich insbesondere in Verbindung mit einem Ladegerät an. Dieses Ladegerät weist dann die Primärspule auf, die transformatorisch mit der Sekundärspule, die wiederum innerhalb des Waagengehäuses angeordnet ist, gekoppelt ist. Bevorzugt ist hierbei ein Bereich des Gehäuses so angeordnet, dass er eine Vertiefung aufweist, in die das Ladegerät in der Primärspule eingreifen kann. Rund um diese Vertiefung im Inneren des Untergehäuses der Waage ist dann bevorzugt die Sekundärspule angeordnet, so dass die Primärspule innerhalb der Windungen der Sekundärspule angeordnet ist. Auf diese Weise können möglichst viele Feldlinien der Primärspule die Sekundärspule durchdringen und so die Induktion optimal ausnutzen.
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Insbesondere dann, wenn die Waage einen vergleichsweise geringen Stromverbrauch aufweist oder nur kurzzeitig zur Verfügung stehen muss, können auch weitere Möglichkeiten der draht- und kontaktlosen Energieübertragung vorgesehen werden. Dies kann zum Beispiel eine mechanische Energieerzeugung in der Waage sein, so wie sie zum Beispiel von automatischen Armbanduhren bekannt ist. In diesem Fall kann ein in der Waage angeordneter Piezowandler Energie erzeugen, der die mechanische Energie ausnutzt, um hieraus elektrische Energie zu erzeugen.
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Weitere Alternativen sind eine kapazitive Beschickung des Energiespeichers, wobei dann im Gehäuse eine Elektrode angeordnet ist, die mit einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Elektrode elektrisch kommuniziert. Die von der externen Elektrode zur internen Elektrode übermittelten Ladungsanteile werden dann zum Aufladen des Energiespeichers genutzt. Schließlich kann auch im Gehäuse eine Antenne angeordnet sein, so dass eine Aufladung über ein elektromagnetisches Feld möglich ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Waage sieht vor, dass die Waage spülmaschinenfest ausgebildet ist. Dies setzt voraus, dass zum einen, wie bereits oben beschrieben, die wesentlichen Komponenten, insbesondere alle elektrischen Komponenten, flüssigkeits- und feuchtigkeitsdicht eingekapselt sind, damit in der Spülmaschine die Reinigungsflüssigkeit nicht an die Elektronik gelangen kann.
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Zum anderen setzt eine Spülmaschineneignung voraus, dass alle Komponenten der Waage unabhängig davon, ob diese Komponenten Elektronikkomponenten oder sonstige Bauteile sind, spülmaschinengeeignet sind. Hierzu müssten diese zunächst temperaturfest sein, damit sie durch den in der Spülmaschine üblicherweise ausgeführten Trocknungsvorgang nicht beschädigt werden. Dies geschieht im Falle von Kunststoffbauteilen, durch die Wahl temperaturfester Kunststoffe, die dem Fachmann allgemein bekannt sind. Gleiches gilt für Dichtungen, sofern diese vorhanden sind und die im Gehäuse verbauten Bauelemente. Leiterbahnen und sonstige Elektronikkomponenten müssten so ausgebildet sein, dass auch diese temperaturfest sind.
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Wagezellen sind üblicherweise durch Beschichtungen vor Feuchtigkeit geschützt. So kann es durchaus ausreichend sein, nur die Elektronikkomponenten einzukapseln, während der Bereich der freien Beweglichkeit zwischen der Wageplatte und dem Unterbau beim Reinigung, auch in einer Spülmaschine, der Reinigungsflüssigkeit ausgesetzt sein kann. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Waage ist dagegen vollständig gekapselt, das heißt sie weist ein Untergehäuse auf, das mit dem oberen Bereich über eine umlaufende elastische Wandung mit der Wageplatte verbunden ist. Das Untergehäuse selbst ist vollständig geschlossen, so dass die Wägeplatte sich relativ zum Untergehäuse bewegt, wenn der Wiegevorgang ausgeführt wird.
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Hierzu muss ein, das Wägeergebnis verfälschender Kraftschluss ausgeschlossen werden, so dass die elastische Wandung, die das Untergehäuse mit der Wageplatte verbindet, so ausgebildet sein muss, dass zwar das Eindringen von Feuchtigkeit bei entsprechender Dauerhaftigkeit in der Wandung verhindert ist, jedoch ein Kraftschluss möglichst vermieden ist, bzw. dessen Einflüsse möglichst minimiert sind. Um dies zu erreichen, kann die elastische Wandung zum Beispiel von einem temperaturfesten Gummi, auch balgartig gefaltet, gebildet sein. Folien mit entsprechend dünner Wandstärke können hier beispielweise verwendet werden.
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Oft wird der Kraftschluss zwischen Untergehäuse und Wägeplatte jedoch zu nicht tolerierbaren Messungenauigkeiten führen, so dass statt eines geschlossenen Gehäuses eine Labyrinthdichtung zwischen der Wageplatte und dem Untergehäuse vorgesehen sein kann. Hierzu kann an der Unterseite der Wägeplatte ein nach unten springender Rand mit einem oder mehreren, parallel zueinander verlaufenden Leisten angeordnet sein, die in entsprechende Ausnehmungen und/oder Leisten an der oberen Gehäusewandung des Untergehäuses eingreifen. Zwischen den Leisten und den Ausnehmungen ist gerade so viel Raum, dass die Wägeplatte ohne Kraftschluss ausgelenkt werden kann, jedoch Flüssigkeit aufgrund der Oberflächenspannung nicht eindringen kann.
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Schließlich wäre es möglich, die Waage durch Niederdrücken der Wageplatte in einen abgedichteten Reinigungsmodus zu versetzen, wobei die Wägeplatte dann bis auf einen Anschlag hieruntergedrückt wird, der zum Beispiel von einer Gummidichtung gebildet sein kann, die längs des oberen Randes des Untergehäuses verläuft. In der niedergedrückten Stellung klemmt dann die Unterseite der Wageplatte die Dichtung zwischen der Wageplatte und dem oberen Rand des Untergehäuses umlaufend ein und dichtet so das Untergehäuse ab. Eine Verriegelung oder Einrastmöglichkeit kann in dieser Stellung das Rückfedern der Wägeplatte verhindern, ferner kann die Elektronik über Kontakte in der Reinigungsstellung ausgeschaltet sein.
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Schließlich kann es bei Reinigung der Waage in einer Spülmaschine zweckmäßig sein, die Waage in eine Schutzbox oder -hülle einzustecken, die verhindert, dass große Schmutzpartikel in die Waage eingespült werden und dort, z. B. beim Trocknen in der Spülmaschine, festbacken. Eine solche Schutzbox oder -hülle kann eine flüssigkeitsdurchlässige Wandung aufweisen, die aber grobe Schmutzpartikel zurückhält. So wird verhindert, dass Schmutzpartikel, z. B. Nahrungsmittelreste, in die Waage eindringen und dass während des Trocknens festbacken.
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Unabhängig von der Einkapselung der Elektronikbauteil und der Anzeigevorrichtung kann die draht- und kontaktlose Energieversorgung auch bei Waagen vorteilhaft eingesetzt werden, die nicht flüssigkeitsdicht ausgebildet sind. So kann auch eine herkömmliche Waage über die Induktion und die transformatorische Kopplung einfach und effektiv aufgeladen werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und aus den Unteransprüchen.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1: eine dreidimensionale, stilisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Waage und
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2: die Waage aus 1 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Waage dargestellt, die eine Anzeigevorrichtung 3 und zu beiden Seiten der Anzeigevorrichtung 3 jeweils eine Solarzelle 2 aufweist. Die Solarzellen 2 und die Anzeigevorrichtung 3 sind in die Wägeplatte 1 integriert.
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2 zeigt die in 1 dargestellte Waage in einer Seitenansicht. Im hinteren Bereich ist das Gehäuse aufgeschnitten, um exemplarisch die Lage des Energiespeichers 4 darzustellen. Im oberen Bereich weist die Waage die Wägeplatte 1 auf, darunter ist das Untergehäuse 5 angeordnet, das über noppenartige Aufsteller auf einen Untergrund aufgestellt werden kann. Dies sind im Falle der dargestellten Waage keine Wägezellen, da das Untergehäuse 5 mit Ausnahme seiner Oberseite vollständig geschlossen ausgebildet ist, um eine Flüssigkeitsdichtigkeit zu gewährleisten. Die Wägezellen sind hier im inneren Bereich des Gehäuses angeordnet und verbinden das Untergehäuse 5 mit der Wägeplatte 1.
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Der Spalt zwischen der Wägeplatte 1 im oberen Rand des Untergehäuses 5 ist über eine umlaufende Labyrinthdichtung weitgehend geschlossen. Dadurch wird erreicht, dass keine Flüssigkeit in das Untergehäuse 5 eintreten kann. Bevorzugt ist dabei jede Materialkomponente so gewählt, dass sie temperaturfest ist und von den üblichen Reinigungsmitteln, auch solchen, die in Spülmaschinen verwendet werden, nicht angegriffen werden kann. Dies bringt eine Spülmaschineneignung der Waage mit sich, die sowohl für Küchenwaagen, aber auch für Personenwaagen interessant sein kann.
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Um dies zu erreichen ist der Energiespeicher 4 kontakt- und drahtlos wiederaufladbar. Dies erfolgt im gezeigten Ausführungsbeispiel über optische Mitnahmen, das heißt hier wird eine Solarzelle 2 als Energiequelle genutzt, um den Energiespeicher 4 aufzuladen. Die Anzeigevorrichtung 3 und die Solarzellen 2 sind dabei hinter einem Fenster der Wägeplatte 1 angeordnet, so dass hier ebenfalls keine Feuchtigkeit in die Waage eindringen kann. Die dargestellte Wiederaufladbarkeit über die Solarzellen 2 ist nur eine der vielen denkbaren Möglichkeiten, wie der Energiespeicher 4 draht- und kontaktlos aufgeladen werden kann. Auch alle anderen Möglichkeiten, die dem Fachmann bekannt sind, können hier Anwendung finden.
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Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Waage mit nur einem Untergehäuse 5, das sich über den vollständigen Bereich der Wageplatte 1 erstreckt. Die Erfindung ist allerdings auf diese Ausgestaltung nicht beschränkt, vielmehr kann sie auch auf die Verwendung mehrerer Untergehäuse 5 Anwendung finden, zum Beispiel dann, wenn für jede Wägezelle unterhalb der Wägeplatte 1 ein separates Untergehäuse 5 vorgesehen ist. Hier kann dieses separate Untergehäuse 5 dann flüssigkeitsdicht ausgebildet und im oberen Bereich mit der Wageplatte 1 verbunden bzw. gegenüber der Unterseite der Wägeplatte 1 abgedichtet sein.
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Insbesondere bei Verwendung mehrerer Untergehäuse 5 kann zum Beispiel auf die Unterseite der Wageplatte 1 ein Muster von Leiterbahnen aufgedruckt werden, wobei dann die Untergehäuse 5 unter die Wägeplatte 1 geklebt werden. Vorher werden natürlich entsprechende Kontakte vorgenommen. Die Auswerteelektronik kann dann entweder in einem separaten Gehäuse, ebenfalls feuchtigkeitsdicht oder -abgedichtet mit der Wägeplatte 1 verklebt oder auch in einem der Untergehäuse 5 vorgesehen sein, die jeweils eine Wägezelle aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wageplatte
- 2
- Solarzelle
- 3
- Anzeigevorrichtung
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Untergehäuse
