DE19758191A1

DE19758191A1 - Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht

Info

Publication number: DE19758191A1
Application number: DE19758191A
Authority: DE
Inventors: Christopher Debarber; Gerald C Freeman
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1998-07-02
Also published as: JPH10227656A; GB2320764A; CA2225149A1; CA2225149C; GB2320764B; JP4271274B2; US5793652A; GB9726137D0

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Benutzung des Bestimmens von abmessungsspezifischem Gewicht, um die Gebühren zu bestimmen, die von einem Frachtunternehmen für den Transport eines Päckchens oder Pakets gefordert werden, und insbesondere ein System zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht, das zur Benutzung durch eine Vielzahl von Spediteuren und Frachtunternehmen geeignet ist, um genaue Frachtgebühren für Päckchen oder Pakete zu bestimmen, die im Vergleich zu ihrem tatsächlichen Gewicht beträchtliches Übermaß aufweisen.

STAND DER TECHNIK

Das Befördern von Waren von Punkt A zu Punkt B ist für den Handel eine andauernde Herausforderung. In den vergangenen Jahren waren Frachtunternehmen mit der Entwicklung einer gewissen Effizienz im Befördern und Handhaben von Gütern in der Lage, den Spediteuren gemischte Transportmodi, 24-Stunden-Lieferservice, besseres Nachverfolgen von Paketbewegungen, und Gebührennachlässe als Antwort auf die Benutzung von arbeitskräfte- und kostensparenden Maßnahmen anzubieten, wie zum Beispiel: Strichcodierung, Massenversand, und Vorsortierung.

Eine Effizienz im Betrieb ist die Benutzung von Abmessungsbestimmung. Frachtunternehmen benötigen es, den Kapazitätsbedarf genau zu bestimmen, der erforderlich ist, um Versandanforderungen zu genügen. Durch das Bestimmen von anderen Abmessungen als dem Gewicht, oder zusätzliche zu, können Spediteure dann die Waren effizienter verpacken (d. h., eine Palette gemäß dem Bedarf des Transportmodus aufbauen) und Frachtunternehmen können einen Versandbehälter (Wasser, Schiene, Straße, Luft) effizienter befüllen.

Die Gebühren der Frachtunternehmen, die auf der Bestimmung von Abmessungen beruhen, belohnen im allgemeinen Spediteure für das Etikettieren von Päckchen mit Abmessungsmerkmalen oder für das Aussortieren der Päckchen, die gewissen Abmessungsanforderungen nicht genügen. Die der Bestimmung von Abmessungen zugeordnete Technologie hat sich vermehrt, als die Anforderungen wuchsen. Die wesentlichen Paketbewegungen bei dem Spediteur blieben jedoch dieselben; Pakete müssen sich weiterhin durch ein Vorbereitungsgebiet bewegen, wo Identifizierungsetikette verschiedener Art auf das Paket angebracht werden, und wo Frachtlisten zusammengestellt werden können, sogar wenn diese woanders heruntergeladen werden. Paketbewegung durch den Vorbereitungsbereich wird durch Rutschen, Förderbänder, Walzen oder einfach durch menschliche Intervention ermöglicht, wobei gelegentlich Plattformen zum Wiegen, Messen oder Markieren bestehen.

Die Bestimmung von Abmessungen wird verschiedenartig angewendet. Das US-Patent 5,004,929 auf ein optisches System zum Erfassen einer dreidimensionalen Form (Optical System for Detecting Three-Dimensional Shape), das am 2. April 1991 an Kakinoki et al. (im folgenden Kakinoki) erteilt wurde, ist ein Beispiel für das Bestimmen von Abmessungen, das konstruiert wurde, um einem spezifischen Bedarf zu entsprechen. Im Falle von Kakinoki werden zum Beispiel Laseroptiken angewendet, um eine dreidimensionale Form zu erfassen und zu messen. Kakinoki ist bezüglich seiner Benutzung von Lichtleistung wichtig, um Abbildungen von Gegenständen zu vergleichen, so daß die Qualität der Produktion über eine Reihe von gemessenen Gegenständen aufrecht erhalten werden kann. Wenn die Abbildungen übereinstimmen, ist die Qualität aufrecht erhalten. Die Bestimmung von Abmessungen zum Versand beruht jedoch auf dem Vergleich von jedem zu messenden Gegenstand mit einem vorbestehenden, aber getrennten Meßstandard. Kakinoki andererseits vergleicht jeden erfassen Gegenstand mit anderen Gegenständen seiner Art, um eine Abweichung zu bestimmen.

Das US-Patent 5,331,118 auf ein System für Förderer zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Volumen und Gewicht von Paketen (Package Dimensional Volume And Weight Determination System for Conveyors) wurde am 19. Juli 1994 an Soren Jensen erteilt (im folgenden Jensen). Jensen offenbart ein System zum Bestimmen der Abmessungen eines Päckchens, das sich auf einem Förderband bewegt. Das Päckchen fährt über einen Streifen mit Markierungen anzeigenden Einheiten mit ansteigendem Maß, um eine Breite zu bestimmen, und entlang eines ähnlichen Streifens, um Höhe zu bestimmen. Die Länge des Pakets wird durch das Unterbrechen eines Pfads einer fotoelektrischen Aufnahmeeinrichtung (Auge) bestimmt. Das Gewicht wird bestimmt, indem eine Förderwaage benutzt wird, die in Bewegung wiegt. Die Offenbarung Jensens stellt ein gutes Beispiel bereit, wie die Handhabung von Päckchen durch die Benutzung von einfachen Techniken verbessert wird, die nicht eine Fülle von neuer Hardware erfordern oder dazu führen, daß die Bewegung der Päckchen ineffizient wird.

Die Möglichkeit, ein zu messendes Feld kontinuierlich zu überwachen, ist im Stand der Technik bekannt; zu berücksichtigen ist US-Patent 5,325,178 auf ein Verfahren zum Messen der Abmessungen von sich bewegenden Gegenständen (Method Of Measuring The Dimensions Of Moving Objects), das am 28. Juni 1994 an Louis et al erteilt wurde (im folgenden Louis). Louis lehrt, daß die Länge, Breite und Höhe von Gegenständen auf einem Förderband bestimmt werden kann, indem fest positionierte CCD-Kameras benutzt werden, um entlang vorbestimmter Achsen zu messen. Der Nachteil hier ist, daß der Standort der Meßeinrichtungen (d. h. der CCD-Kameras) entlang fester Linien bestimmt ist, und folglich Gegenstände von veränderlicher Abmessung nicht genau gemessen werden können.

Die offenbarte Vorrichtung verbessert den Stand der Technik, indem durch sie eine leichte Benutzung bereitgestellt wird, so daß das Bedienpersonal in der Lage ist, Kartons auf der Plattform der Waage anzuordnen, ohne daß irgendeine Tragstruktur hinderlich ist, wodurch die Geschwindigkeit, mit der Kartons auf der Waage angeordnet und von ihr entfernt werden können, wesentlich gesteigert wird. Zusätzlich ist die Benutzung der offenbarten Vorrichtung wesentlich kosteneffizienter für Spediteure und Frachtunternehmen mit mittlerem und geringem Durchsatz, da die relativ geringe Anzahl von verwendeten Sendern die Kosten des optischen Erfassungssystems wesentlich reduziert.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kosteneffiziente Einrichtung zum Bestimmen der Abmessungen eines Pakets oder Päckchen bereitzustellen. Die Möglichkeit des Spediteurs, Gebührennachlässe von Frachtunternehmen durch das Einführen von gewissen effizienten Arbeitsweisen zu genießen, und dies zu tun, ohne den Arbeitsfluß zu verlangsamen oder die Kosten heraufzutreiben, ist ein deutlicher Vorteil, den der Systembenutzer erreichen kann.

Die vorliegende Offenbarung erfüllt folglich den Bedarf nach einer Vorrichtung zum Wiegen unter Bestimmung von Abmessungen, die ökonomisch genug ist, um für Spediteure und Frachtunternehmen kleiner bis mittlerer Größe kosteneffizient zu sein und dennoch mit einer hohen Durchsatzrate einfach zu benutzen ist, während eine große Genauigkeit im Messen von Kartons und im Bestimmen ihres Volumens erhalten bleibt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorstehenden Unzulänglichkeiten und Nachteile der Vorrichtung zum Messen und Wiegen, die in obigen genannten Anmeldungen offenbart und beansprucht sind, werden durch die Vorrichtung zum Wiegen und Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht der vorliegenden Erfindung im wesentlichen umgangen, wenn nicht sogar vollkommen beseitigt. Insbesondere stellt die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein mechanisches Meßsystem bereit, das die lineare Entfernung der Länge, Breite und Höhe von Kartons präzise mißt, die bezüglich des Meßsystems richtig angeordnet sind, weder mit teuren optischen Einrichtungen zum Ausführen der Meßfunktionen, noch mit irgendeiner Tragstruktur, die das schnelle und genaue Anordnen von Kartons in richtigen Positionen bezüglich des Meßsystems behindert.

In ihren breiteren Aspekten ist die Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts gemäß der vorliegenden Erfindung angepaßt, um mit einem Versand- oder Frachtsystem benutzt zu werden, was für Päckchen und Pakete eine angemessene Frachtgebühr ermittelt, die u. a. auf einem angemessenen Frachtgewicht beruht, so wie es durch die Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts ermittelt wurde. Weitergehend umfaßt die Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts eine Einrichtung, die eine Auflagefläche ermittelt, eine Waage, die auf der Auflagefläche befestigt ist und eine Plattform aufweist, auf der Kartons angeordnet werden, um das tatsächliche Gewicht der Kartons zu bestimmen, und einen Meßrahmen, der der Auflagefläche funktional zugeordnet ist, und eine bewegbare Einrichtung, die dem Meßrahmen funktional zugeordnet ist, um benachbarte Flächen eines auf der Plattform angeordneten Kartons zu berühren, um die lineare Entfernung der Länge, Breite und Höhe des Kartons zu messen. Weiterhin ist eine Computerverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die auf den Betrieb der Waage und der Meßeinrichtung anspricht, um ein Frachtgewicht des Kartons zu ermitteln, in dem das abmessungsspezifische Gewicht von ihm berechnet wird und das abmessungsspezifische Gewicht mit dem tatsächlichen Gewicht verglichen wird, um zu bestimmen, welches dieser beiden Gewichte das größere ist, wodurch die Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts das angemessene Frachtgewicht ermittelt, auf Grundlage dessen, daß das Frachtsystem eine angemessene Frachtgebühr bestimmt.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen umfaßt die Waage eine Einrichtung, die einen Bezugspunkt für auf der Plattform der Waage angeordnete Kartons definiert, um die Kartons an einer vorbestimmten Stelle auf der Plattform relativ zum Meßrahmen derart anzuordnen, daß die dem Meßrahmen benachbarten Flächen des Kartons beabstandet zum Meßrahmen angeordnet sind. Die den Bezugspunkt definierende Einrichtung umfaßt eine Führungseinrichtung, die auf der Plattform beabstandet und parallel zu den Meßarmen befestigt ist, um sicherzustellen, daß die Flächen des an der vorbestimmten Stelle auf der Plattform angeordneten Kartons parallel und gleichmäßig beabstandet zu den Meßarmen angeordnet sind.

Der Meßrahmen umfaßt eine Vielzahl von länglichen Meßarmen, die sich von einem benachbart zum Bezugspunkt gelegenen Schnittpunkt der Meßarme entlang der beiden horizontalen Achsen des Kartons und seiner vertikalen Achse erstrecken, wobei der Schnittpunkt der Meßarme geringfügig von dem Bezugspunkt beabstandet angeordnet ist. Die Einrichtung zum Messen der linearen Entfernungen der Länge, Breite und Höhe eines auf der Plattform angeordneten Kartons umfaßt eine Berühreinrichtung oder ein Tastglied, was auf jedem der Meßarme bewegbar befestigt ist, um sich entlang der Meßarme zu bewegen und das Ausmaß zu bestimmen, in dem sich jede der Flächen eines an der vorbestimmten Stelle auf der Plattform angeordneten Kartons entlang des benachbarten Meßarms erstrecken. Die bewegbare Berühreinrichtung umfaßt weiterhin eine Einrichtung zum Bewegen der Tastglieder entlang der Meßarme zwischen einer Nullage, die den äußeren freien Enden der Meßarme benachbart ist, und einer Stopposition, die durch den Berührpunkt der Tastglieder mit der Oberfläche eines zu den Meßarmen benachbarten Kartons bestimmt ist, und eine Einrichtung zum Bestimmen des Bewegungausmaßes der Tastglieder zwischen den Nullagen und den Stoppositionen. Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung zum Ermitteln des Bewegungsausmaßes der Tastglieder eine optische Codiereinrichtung, die auf Bewegung der Tastglieder anspricht, um aufeinanderfolgend ihre Bewegungsinkremente zu zählen.

Die Computerverarbeitungseinrichtung zum Bestimmen des Frachtgewichts eines Kartons umfaßt eine Verarbeitungseinrichtung zum Ermitteln, ob das Volumen eines Kartons ein vorbestimmtes Grenzvolumen übersteigt, unterhalb dessen die Verarbeitungseinrichtung ein Frachtgewicht bestimmt, das auf dem durch die Waage ermittelten Gewicht des Kartons beruht, und bei oder überhalb dessen die Verarbeitungseinrichtung ein Frachtgewicht berechnet, das auf dem Kartonvolumen unabhängig von seinem durch die Waage ermittelten Gewicht beruht. Um dies zu verwirklichen, umfaßt die Verarbeitungseinrichtung ebenfalls eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern eines vorbestimmten Grenzvolumens, eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern der individuellen linearen Abmessungen der Länge, Breite und Höhe eines auf der Plattform angeordneten Kartons, eine Einrichtung zum Berechnen des Kartonvolumens, beruhend auf den linearen Abmessungen, und eine Einrichtung zum Vergleichen des berechneten Kartonvolumens mit dem vorbestimmten Grenzvolumen, um zu ermitteln, welches das größere ist, so daß das Versandsystem eine geeignete Frachtgebühr für den Karton ermitteln kann, die auf diesem größeren Gewicht beruht.

Die Verarbeitungseinrichtung umfaßt weiterhin eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern einer abmessungsspezifischen Gewichtskonstante, beispielsweise in den Einheiten Kubikfuß pro Pfund, Kubikmeter pro Kilogramm, oder Kubikzentimeter pro Kilogramm, oder ähnliches, eine Einrichtung zum Berechnen eines abmessungsspezifischen Gewichts durch das Dividieren des tatsächlichen Gewichts durch die abmessungsspezifische Gewichtskonstante, und eine Einrichtung zum Vergleichen des tatsächlichen Gewichts mit dem berechneten abmessungsspezifischen Gewicht, um zu ermitteln, welches das größere ist, was dann auch das Frachtgewicht ist, auf Grundlage dessen das Frachtsystem eine Frachtgebühr ermittelt.

Nachdem nun der allgemeine Gedanke der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben wurde, ist es eine ihrer Aufgabe, eine Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts bereitzustellen, die vorteilhafte Merkmale der Genauigkeit, Einfachheit, der schnellen und bequemen Arbeitsweise, und der wirtschaftlichen Herstellung aufweist, die in Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik bislang nicht vorlagen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts bereitzustellen, in der eine Meßvorrichtung die linearen Abmessungen der Länge, Breite und Höhe eines Kartons bestimmt, ohne daß der Karton irgendeinen Abschnitt eines Meßrahmens der Vorrichtung berührt, was sein tatsächliches Gewicht negativ beeinflussen könnte.

Es ist zusätzlich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ermitteln eines abmessungsspezifischen Gewichts bereitzustellen, in der eine Meßvorrichtung die linearen Messungen der Länge, Breite und Höhe des Kartons bestimmt, ohne daß eine Anzahl von teuren optischen Erfassungseinrichtungen verwendet werden müssen, sondern indem vergleichsweise günstige mechanische Meßvorrichtungen verwendet werden, die hochpräzise sind.

Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts bereits zustellen, in der keine Struktur vorliegt, die das schnelle und genaue Anordnen von Kartons in richtigen Positionen bezüglich der Meßvorrichtung behindern würde.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts gemäß Anspruch 13 bereitgestellt. Diese Vorrichtung kann ebenfalls die Merkmale verwirklichen, die in einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12 definiert sind. Weiter oben beschriebene und andere Aufgaben und Merkmale der Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts der vorliegenden Erfindung werden aus einer Berücksichtigung der folgenden ausführlichen Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung klarer werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen berücksichtigt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht, die den Kerngedanken der vorliegenden Erfindung ausführt, wobei die Figur die Beziehung zwischen einer Waage mit einem sich darauf befindlichen Karton und einem Abmessungsmeßrahmen darstellt;

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, in vergrößerten Maßstab gezeichnet, die die Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht ohne die Tragekonstruktion und mit entfernter Waage und entferntem Karton zeigt, um gewisse Einzelheiten auf zudecken;

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die die Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht zeigt, wobei die Waage sich an ihrem Platz befindet;

Fig. 4 ist eine Explosionsansicht der Funktionsteile der Kartonmeßvorrichtung;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der in Fig. 4 gezeigten Meßvorrichtung, wobei lediglich die obere Abdeckung des Meßarms entfernt ist;

Fig. 6 ist eine entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 geschnittene Ansicht, die die optische Codierungskomponente der Meßvorrichtung zeigt;

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm der Hauptbestandteile des elektronischen Steuersystems für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht.

BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und insbesondere auf die Fig. 1, ist die Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht der vorliegenden Erfindung im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 ist auf irgendeiner geeigneten horizontalen Oberfläche befestigt und durch sie getragen, wie zum Beispiel die Oberfläche 12, die durch die Beine 13 getragen ist. Es wird natürlich klar sein, daß jegliche geeignete Tragekonstruktion, wie zum Beispiel eine Werkbank, eine Ladentheke, ein Tisch, etc. benutzt werden kann. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Sockel 14, der angepaßt ist, um auf der Oberfläche 12 oder einer anderen Stützfläche zu ruhen, wobei der Sockel 14 Ausrichtöffnungen 16 aufweist, die Ausrichtfüße 18 aufnehmen, die wiederum an der Unterwand einer Waage befestigt sind, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet ist.

Die Waage 20 umfaßt eine Sockeleinheit 22, die alle mechanischen und elektronischen Komponenten der Waage 20 als Gehäuse aufnimmt, wobei diese im technischen Gebiet des digitalen Wiegens gut bekannt sind und für ein volles Verständnis der vorliegenden Erfindung im folgenden nicht weiter beschrieben oder gezeigt werden müssen. Die Waage umfaßt ebenfalls eine Plattform 24, die eine Fläche bereitstellt, auf der zu wiegende Kartons angeordnet werden. Die Plattform 24 ist mit einem Paar aufrechtstehender Flansche 26 versehen, die Führungen bilden, um sicherzustellen, daß ein Karton auf der Plattform 24 an einer genau vorherbestimmten Stelle angeordnet ist. Wie am besten den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, bilden die benachbarten Enden der aufrechtstehenden Flansche 26 einen Bezugspunkt 28 für eine untere hintere Ecke eines auf der Plattform 24 angeordneten Kartons, wodurch die vorgenannte vorherbestimmte Stelle definiert wird, deren Bedeutung im folgenden erläutert wird.

Die Vorrichtung 10 zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht umfaßt weiterhin einen Linearmeßrahmen, der im allgemeinen durch das Bezugszeichen 30 bezeichnet ist, und eine Komponente der noch zu beschreibenden Kartonmeßvorrichtung darstellt. Der Meßrahmen 30 umfaßt drei längliche Meßarme 32, 34 und 36, von denen zwei (32 und 34) in einer horizontalen Ebene ausgerichtet und rechtwinklig zueinander angeordnet sind, so daß sie sich entlang der beiden horizontalen Achsen eines Kartons erstrecken, wobei der dritte (36) vertikal ausgerichtet ist, so daß er sich entlang der dritten Achse des Kartons erstreckt; hierdurch sind die Meßarme 32, 34 und 36 derart angeordnet, daß sie sich in einer beabstandeten, parallelen Beziehung zu benachbarten Oberflächen des Kartons befinden, die die Länge, Breite und Höhe eines auf der Plattform 24 angeordneten Kartons wiedergeben. Die horizontal ausgerichteten Meßarme 32 und 34 ruhen auf einem geeigneten Fußteil 37, das auf dem Sockel 14 über eine Vielzahl von geeigneten Stützen 38 ruht, die ebenfalls am Sockel 14 derart befestigt sind, daß, wie in Fig. 3 betrachtet, die Meßarme 32 und 34 eine feste beabstandete und parallele Beziehung mit den aufrechtstehenden Flanschen 26 der Waagenplattform 24 einhalten. Der vertikal ausgerichtete Meßarm 36 ruht ebenfalls auf dem Fußteil 37, und zwar benachbart zu den inneren Enden der horizontalen Meßarme 32 und 34. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel wie oben beschrieben gezeigt ist, ist es innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich, das L-förmige Fußteil 37 und die Meßarme 32, 34 und 36 unmittelbar auf der Waagenplattform 24 zu befestigen, wobei in diesem Fall das Gewicht dieser Teile ein Anteil des Taragewichts der Waage wird. Es wird ebenfalls klar sein, daß jeder der Meßarme 32, 34 und 36 eine lineare Skala 39 mit Zahlen umfaßt, die eine Einheit eines Längenmaßes darstellen, zum Beispiel ein Zoll oder ein Zentimeter.

Es existiert eine Einrichtung, die dem Meßrahmen 30 funktional zugeordnet ist, um die linearen Entfernungen der Länge, Breite und Höhe eines auf der Plattform 24 angeordneten Kartons zu messen. Mit Bezug auf insbesondere die Fig. 4 und 5 umfaßt diese Einrichtung eine bewegbare Tastgliedvorrichtung zum Berühren der Kartons, wobei die Vorrichtung in jedem der Meßarme 32, 34 und 36 zum Messen jeder der den Meßarmen zugeordneten Dimensionen der Kartons befestigt ist. Da die Tastgliedvorrichtung für jeden der Meßarme identisch ist, ist in den Fig. 4 und 5 nur eine dargestellt, wie bezeichnet die für den Meßarm 32, wobei aber klar ist, daß dieselbe Struktur an den Meßarmen 34 und 36 befestigt ist. Wiederum ist die bevorzugte Ausführungsform wie oben beschrieben dargestellt, es können aber, wenn die Meßarme 32, 34 und 36 unmittelbar auf der Waagenplattform befestigt sind, die feststehenden Flansche 26 weggelassen werden, so daß die Meßarme selbst die Funktion der aufrechtstehenden Flansche ausführen würden.

Folglich umfaßt der Meßarm 32 einen Sockelabschnitt 40, der durch die Stützen 38 in oben beschriebener Art getragen ist, und einen Abdeckungsabschnitt 46 zum Aufnehmen der nun zu beschreibenden mechanischen Teile. Der Sockelabschnitt 40 umfaßt ein Paar aufrechtstehender Stützen 44 und 46, die entgegengesetzten Enden des Sockelabschnitts benachbart sind, wobei die Stütze 44 eine getriebene Riemenscheibe 48 drehbeweglich trägt. Die Stütze 46 trägt drehbeweglich eine treibende Riemenscheibe 50, wobei die Riemenscheiben 48 und 50 durch einen geeigneten Riemen oder eine Kette verbunden sind, wie zum Beispiel durch den Zahnriemen 52, so daß sich die Riemenscheiben 48 und 50 übereistimmend bewegen. Die treibende Riemenscheibe 50 wird durch einen weiteren Riemen 54 gedreht, der einen unteren Abschnitt 56 der treibenden Riemenscheibe 50 umschlingt, wobei der Riemen 54 ebenfalls eine kleinere Riemenscheibe 58 umschlingt, die fest mit der Antriebswelle 60 eines reversiblen Gleichstrommotors 62 verbunden ist, wobei dieser wiederum mit der unteren Fläche des Sockelabschnitts 40 geeignet verbunden oder auf andere Weise geeignet getragen ist, so daß sich die Antriebswelle 60 durch die in dem Sockelabschnitt 40 ausgebildete Öffnung 64 erstreckt. Es wird folglich klar sein, daß der Zahnriemen 52 in entsprechend entgegengesetzte Richtungen angetrieben wird, wenn die Antriebswelle 60 des Motors 62 in entgegengesetzte Richtungen gedreht wird. Es wird ebenfalls klar sein, daß der zuvor geschilderte Riementrieb durch einen geeigneten Kettentrieb ersetzt werden kann, obwohl der Riementrieb die bevorzugte Ausführungsform darstellt.

Ein geeignetes Tastglied 66 ist einstückig mit dem Zahnriemen 52 ausgebildet, oder an dessen Außenfläche geeignet befestigt, um sich mit ihm zu bewegen, wobei das Tastglied 66 ausreichend lang ist, so daß es die Oberfläche eines in einer geeigneten Position auf der Waagenplattform 24 angeordneten Kartons berühren wird, wie dies am besten aus der Fig. 1 hervorgeht. Zusätzlich ist eine geeignete Markierung oder ein anderes lichtundurchlässiges Element 68 ebenfalls einstückig mit dem Zahnriemen 52 ausgebildet, oder geeignet an ihm befestigt, benachbart zum inneren Ende des hinteren Trums und von ihm nach unten vorspringend, um einem im folgenden beschriebenen Zweck zu dienen.

Wie am besten aus den Fig. 4 und 6 hervorgeht, ist eine allgemeine durch das Bezugszeichen 70 gekennzeichnete optische Codierungsbaugruppe ebenfalls auf geeignete Art an der Unterseite des Sockelabschnitts 40 befestigt. Die optische Codierungsbaugruppe 70 umfaßt einen Codierungsfühler 72, der auf einer Platine 74 befestigt ist, die einen Teil des elektronischen Steuerungssystems für die Vorrichtung 10 bildet und im folgenden beschrieben wird. Der Codierungsfühler 72 umfaßt ein Paar aufrechtstehende, voneinander beabstandete Halter 76 und 78, die entsprechend eine Lichtquelle 80, zum Beispiel eine LED und eine Fotozelle 82 aufnehmen. Die Codierungsbaugruppe 70 umfaßt einen Zählbeginnfühler 84, der in Längsrichtung geringfügig von dem Codierungsfühler 72 versetzt, sonst aber zu ihm identisch ist.

Wie am besten in der Fig. 6 betrachtet, ist ein geschlitzter Rotor 86 entweder einstückig mit der Riemenscheibe 50 ausgebildet, oder geeignet zum synchronen Drehen an ihr befestigt, wobei der gezeigte Rotor 86 einstückig mit der Riemenscheibe 50 in Fig. 5 ausgebildet ist. Der Rotor 86 umfaßt eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten und vertikal ausgerichteten Schlitzen 88, die Inkremente einer Drehbewegung des Rotors 86 bei Drehung der Riemenscheibe 50 definieren. Es wird ersichtlich sein, daß der Rotor 86 zwischen den aufrechtstehenden Haltern 76 und 78, zwischen der Lichtquelle 80 und der Fotozelle 82, angeordnet ist, wenn die Teile wie in Fig. 5 zusammengebaut sind, mit dem Ergebnis, daß die Schlitze 88 sich an der Lichtquelle 80 und der Fotozelle 82 vorbeibewegen, wenn die Riemenscheibe 50 und der Rotor 86 sich drehen, und hierdurch abwechselnd zu verhindern und ermöglichen, daß Licht von der Lichtquelle 80 die Fotozelle 82 erregt.

Wiederum unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ist die sich von dem Riemen 52 nach unten erstreckende Markierung 68 ausgebildet, um zwischen den aufrecht stehenden Haltern der Sender/Empfängereinheit 84 angeordnet zu sein, wenn sich der Zahnriemen in einer Nullage befindet, wie im folgenden erläutert, wobei sich die Markierung 68 von der Sender/Empfängereinheit 84 wegbewegt, wenn der Zahnriemen 52 sich zu bewegen beginnt.

Fig. 7 stellt schematisch die Hauptbestandteile eines elektronischen Steuerungssystems zum Steuern des Betriebs der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und zum Bestimmen eines Versandgewichts für einen auf der Waage angeordneten Karton, beruhend auf das Umwandeln des tatsächlichen oder abmessungsabhängigen Gewichts eines Kartons, was immer der Fall sein mag, in ein Versandgewicht, das einem Speditionssystem übertragen wird, das wiederum dieses Gewicht in eine reelle Versand- oder Frachtgebühr umwandelt. Es sollte verstanden werden, daß die hier beschriebenen und gezeigten spezifischen Komponenten beispielhaft für die Art Komponenten sind, die erforderlich sind, um die Funktionen durchzuführen, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt werden, und daß andere spezifische Komponenten benutzt werden können, um diese Funktionen zu erzielen.

Das elektronische Steuerungssystem umfaßt eine Computerverarbeitungseinrichtung 90 mit einem geeigneten Prozessor, der den Betrieb der Vorrichtung 10 zum Bestimmen der linearen Abmessung eines Kartons auf der Plattform 24 steuert, sein Volumen berechnet, dieses Volumen mit einem vorbestimmten Grenzvolumen vergleicht, ein dimensionsabhängiges Gewicht für den Karton errechnet und ein Versandgewicht darauf beruhend bestimmt, ob das dimensionsabhängige Gewicht größer oder kleiner ist, als das tatsächliche Gewicht, sowie es durch die Waage 20 bestimmt wird.

Folglich umfaßt die Computerverarbeitungseinrichtung 90 eine erste einstellbare Memory-Speichereinrichtung 92, die einen vorbestimmten Grenzwert speichert, der das Volumen eines Kartons wiedergibt, typischerweise in der Größenordnung von 1 ft³ (0,028 m³) ungeachtet der tatsächlichen Abmessungen, unterhalb dessen das Versandgewicht auf Grundlage des tatsächlichen Gewichts des Kartons errechnet würde, und überhalb dessen das Versandgewicht auf Grundlage des abmessungsabhängigen oder abmessungsspezifischen Gewichts des Kartons errechnet würde. Die Computerverarbeitungseinrichtung 90 umfaßt ebenfalls eine zweite einstellbare Memory- Speichereinrichtung 94, die eine veränderbare abmessungsabhängige Gewichtskonstante speichert, deren Betrag von der Präferenz eines bestimmten Frachtunternehmens abhängen kann, und die zum Umwandeln des tatsächlichen Volumens eines Kartons in ein berechnetes, abmessungsabhängiges Gewicht benutzt wird. Zum Zweck dieser Umwandlung ist das abmessungsabhängige Gewicht als kubisches Volumen pro Gewichtseinheit definiert, wobei die tatsächlichen Werte davon abhängen, ob Messungen unter Benutzung des englischen oder metrischen Meßsystems vorgenommen werden; zum Beispiel betragen die allgemein in den Vereinigten Staaten angenommenen Konstanten für das abmessungsabhängige Gewicht von Kartons zu Zwecken des Versandgewichts 194 in³/lb (7008,7 cm) für Inlandsservice und 166 in³/lb (4997,1 cm³/kg) für internationalen Service. Sobald das tatsächliche Gewicht eines Kartons bestimmt wurde, wird folglich dieses Volumen entsprechend durch Dividieren durch 194 oder 166 bestimmt, um das dimensionsabhängige Gewicht des Kartons in Pfund bzw. Kilogramm zu bestimmen. Die Umwandlung dieses dimensionsabhängigen Gewichts in eine Frachtgebühr wird im folgenden weiter erläutert.

Die Computerverarbeitungseinrichtung 90 umfaßt ebenfalls eine Steuerungskomponente, die im allgemeinen durch das Bezugszeichen 96 bezeichnet und eingerahmt durch eine unterbrochene Linie innerhalb des durchgezogenen Kastens gezeigt ist, wobei letzterer den Computer darstellt. Es ist anzumerken, daß die Steuerungskomponente 96 nur für eine Messung 32, 34 oder 36 anwendbar ist, und daß die Computerverarbeitungseinrichtung 90 tatsächlich drei solcher Steuerungskomponenten 96 umfaßt, eine für jeden Meßarm 32, 34 und 36, aber daß nur eine gezeigt und beschrieben ist, da diese identisch wären. Folglich umfaßt jede Steuerungskomponente 96 einen Motortreiber 98, der den Betrieb des Motors 62 über die Leitung 100 sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung steuert. Ein Stromsensorschaltkreis 102 ist mit dem Motortreiber 98 verbunden, um das Stromniveau von dem Motortreiber 98 zum Motor 62 zu fühlen, um zu veranlassen, daß der Motortreiber 98 die Drehrichtung des Motors 62 in Abhängigkeit von einem Anstieg des Stroms umkehrt, wenn ein Flügel 66 die Kante eines Kartons C auf der Wagenplattform 24 berührt, wie im folgenden weiter erklärt ist.

Der Stromsensorschaltkreis 102 ist ebenfalls mit einem Codierungszähler 104 verbunden, um dem Codierungszähler 104 zu signalisieren, mit dem Zählen von Impulsen aufzuhören, wenn ein Flügel eine Kante eines Kartons berührt hat. Die oben beschriebenen Codierungsfühler 72 und Zählbeginnfühler 84 sind ebenfalls mit dem Codierungszähler 104 jeweils über Leitungen 106 und 108 verbunden, so daß der Codierungszähler 104 die Impulse von dem Codierungssensor 72 zählen kann, nachdem er ein Zählsignal von dem Zählbeginnfühler 84 empfangen hat, wie ebenfalls unten weiter ausgeführt. Der Codierungszähler 104 ist mit einem linearen dritten Memoryspeicher und einer Berechnungseinrichtung 110 verbunden, die die Impulszählwerte von dem Codierungszähler 104 in lineare Abmessungen umwandelt und diese Daten speichert.

Die Waage 20 ist über eine Leitung 112 mit einer Schnittstellenkomponente 114 verbunden, die wiederum über eine Leitung 160 mit einer arithmetischen Logikeinheit (CPU) 118 verbunden ist, die Teil der Computerverarbeitungseinrichtung 90 ist. Die erste einstellbare Memoryspeichereinrichtung 92 und die dritte Memoryspeichereinrichtung 110 sind ebenfalls innerhalb der Computerverarbeitungseinrichtung 90 mit der CPU 118 verbunden, so daß sie das vorgegebene Grenzvolumen und die Daten der linearen Abmessungen von diesen Memoryspeichereinrichtungen entsprechend zu der CPU 118 übertragen. Die CPU 118 ist in der Lage, das Kartonvolumen aus den linearen Abmessungen zu berechnen, die in der dritten Memoryspeichereinrichtung 110 gespeichert sind, und dann dieses Volumen mit dem vorgegebenen Grenzvolumen aus der ersten Memoryspeichereinrichtung 92 zu vergleichen, um zu bestimmen, ob das tatsächliche Volumen überhalb oder unterhalb des vorgegebenen Grenzvolumens liegt. Die CPU 118 ist ebenfalls in der Lage, das dimensionsabhängige Gewicht des Kartons zu bestimmen, indem das berechnete Volumen durch die abmessungsabhängige Konstante geteilt wird, die in der zweiten Speichereinrichtung 94 gespeichert ist, und dann das dimensionsabhängige Gewicht mit dem tatsächlichen Gewicht des Kartoris verglichen wird, so wie es durch die Waage 20 bestimmt wurde, um zu ermitteln, welches der beiden Gewichte das größere ist, was dann das Versandgewicht für diesen Karton wäre.

Die CPU 118 ist weiterhin in der Lage, ein Signal über eine Leitung 120 zur Schnittstelle 114 und von dort über eine Leitung 122 zu einem Versandsystem auszusenden, wobei das Signal dieses Gewicht bezeichnet. Das Versandsystem ist allgemein durch das Bezugszeichen 124 bezeichnet. Das Versandsystem 124 ist typischerweise ein ziemlich komplexes Verarbeitungssystem, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und folglich nicht weiter beschrieben werden muß, außer der Erwähnung, daß es eine Computerverarbeitungseinheit umfassen würde, die individuelle Frachtgebühren für verschiedene Gewichte, Frachtklassen, Bestimmungspostleitzahlen und andere relevante Informationen speichern und auf das Eingangssignal antworten würde, das das Versandgewicht bezeichnet, indem es für den Karton eine angemessene Versandgebühr berechnet. Es sollte angemerkt werden, daß die Computerverarbeitungseinrichtung 90 und alle der darin enthaltenen Komponenten in dem Versandsystem 124 anstelle der Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht 10 angeordnet sein könnte. Für das vollständige Implementieren der vorliegenden Erfindung ist es lediglich notwendig, daß die Computerverarbeitungseinrichtung 90 zwischen dem Meßrahmen 30 und einerseits der zugeordneten Meßeinrichtung und andererseits dem Versandsystem 124 mit diesen verbunden ist, wobei die physische Anordnung der Computerverarbeitungseinrichtung 90 frei wählbar ist.

Der Betrieb der bislang beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Während einer Einrichtungsphase der Vorrichtung 10 zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht wird die Computerverarbeitungseinrichtung 90 derart eingerichtet, daß ein Minimal- oder Grenzvolumen in der ersten Memoryspeichereinrichtung 92 gespeichert wird. Zum Zwecke der Anschaulichkeit in der folgenden Beschreibung des Betriebs, wird angenommen, daß dieses Volumen 0,0283 m³, bzw. einen Kubikfuß beträgt. Es sollte ersichtlich sein, daß dieses Volumen nicht wortwörtlich einen Kubikfuß bedeutet, d. h., daß ein Karton gemeint ist, der die Abmessungen 1 Fuß × 1 Fuß × 1 Fuß aufweist, sondern daß jede Kombination von Länge, Breite und Höhe möglich ist, die multipliziert miteinander 1 ft³ bzw. 0,0283 m³ ergeben.

Während des Betriebs wird ein Karton C (Fig. 1) auf der Waagenplattform 24 angeordnet, wobei jeweils die Hinter- und Seitenkanten des Kartons C bündig an den aufrecht stehenden Führungsschienen 26 anliegen, wodurch der Karton C in der richtigen vorbestimmten Stellung sowohl für das Wiegen durch die Waage 20 als auch das Messen durch die Meßarme 32, 34 und 36 in Verbindung mit der oben beschriebenen optischen Meßeinrichtung angeordnet ist. Das tatsächliche Gewicht des Kartons wird durch die Waage 20 bestimmt, und wird zum Zwecke der Anschaulichkeit mit 4,5 kg (10 Pfund) angenommen, und dieses Gewicht wird wie oben beschrieben zur CPU 118 übertragen. Sobald der Karton richtig auf der Waagenplattform angeordnet ist, sendet ein Eckausrichtungsfühler 126, dessen tatsächliche Anordnung in der Fig. 3 gezeigt ist, über die Leitung 127 ein Signal zur CPU 118, was indiziert, daß sich der Karton C in der richtigen Position zum Wiegen und, falls notwendig, zum abmessungsspezifischen Wiegen befindet, und die CPU beginnt dann einen Betriebszyklus, der im folgenden beschrieben wird. Wahlweise kann der Eckausrichtungsfühler 126 durch einen manuellen Druckschalter 128 oder eine andere geeignete manuelle Steuerung ersetzt werden, die wie gewünscht geeignet angeordnet sein kann, so daß die Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht 10 ihren Betrieb nicht beginnt, bis das Bedienpersonal den Schalter 128 drückt.

Ungeachtet der Art, in der die CPU 118 betätigt wird, sendet sie über die Leitung 97 ein Signal zum Motortreiber 98 über die Leitung 130, was veranlaßt, daß der Motortreiber 98 den Motor 62 erregt, um die Riemenscheibe 50 und den Riemen 52 in eine Richtung anzutreiben, die den Flügel 66 von einer Ausgangs- oder Nullage innerhalb des Gehäuses 40 aus dem Gehäuse 40 hinaus zu ungefähr der mit 66A bezeichneten Stelle bewegt, wie in Fig. 5 dargestellt. Dies ist die Position, in der der Codierungszähler 104 das Zählen von Impulsen vom Codierungsfühler 72 beginnt, und sie wird bestimmt, indem die Markierung 68 sich aus dem Zählbeginnfühler 84 hinaus bewegt, was es ermöglicht, daß ein Fotosensor Licht von einer Quelle in derselben Art erfaßt, wie sie im folgenden beschrieben ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Codierungszähler 104 Impulse von dem Codierungsfühler 74 zu zählen, die durch die Schlitze 88 auf dem Rotor 86 erzeugt werden, der zwischen der Quelle 80 und der Fotozelle 82 durchtritt.

Wenn der Flügel 66 eine Kante des Kartons C erreicht, worauf im folgenden mit Stopposition Bezug genommen wird, wird er abrupt angehalten, was den Motor blockiert und dazu führt, daß der Motorstrom plötzlich ansteigt. Dieser Zustand wird durch den Stromsensor 102 erfaßt, der ein Signal zum Motortreiber aussendet, um die Betriebsrichtung des Motors 62 umzukehren, wodurch bewirkt wird, daß sich die Riemenscheibe 50 und der Riemen 52 in die entgegengesetzte Richtung bewegen, um den Flügel 66 zurück zur Nullagen innerhalb des Gehäuses 40 zu bewegen. Gleichzeitig signalisiert der Stromsensor 102 dem Codierungszähler 104, das Zählen der Impulse von dem Codierungsfühler 74 zu stoppen, so daß dann ein Signal zur Memoryspeichereinheit 110 geschickt wird, was die Menge an gezählten Impulsen beschreibt. Aus diesem Signal wandelt die Memoryspeichereinheit 110 die Menge an gezählten Impulsen in eine lineare Dimension um, die dann im Speicher gespeichert wird. Es sollte klar sein, daß dieser Prozeß eher subtrahierend als addierend ist, in dem Sinne, daß die Abmessung des Kartons bestimmt wird, indem die Menge der während der Bewegung des Flügels 66 gezählten Positionen von der Zählbeginnposition 66A zur Stopposition von der Gesamtanzahl an Impulsen abgezogen wird, wobei letztere die Gesamtentfernung von der Zählbeginnposition 66A bis zum Ursprungsbezugspunkt im Schnittpunkt der drei Meßarme 32, 34 und 36 wiedergibt.

Es besteht die Möglichkeit, daß Bedienpersonal einen Karton auf der Waagenplattform derart anordnen wird, daß er relativ zum einen der Meßarme 32 oder 34 derart schief angeordnet ist, daß der einem oder beiden dieser Arme zugeordnete Flügel 66 die Kante des Kartons verfehlt, die er berühren sollte, und über den Punkt hinaus verfährt, an dem er durch den Karton angehalten werden sollte. Um dieser Situation gewachsen zu sein, ist es wünschenswert, einen geeigneten Logikschaltkreis in der Computerverarbeitungseinrichtung 90 oder in dem Versandsystem 124 vorzusehen, der das Bedienpersonal mit einer geeigneten Anzeige informiert, daß die durch irgendeinen der Maßarme 32, 34 oder 36 aufgenommenen Messungen geringer sind, als vorherbestimmte Minimalmessungen, die in einem Speicher gespeichert sind. Nach einer solchen Information sollte das Bedienpersonal prüfen, ob und sicherstellen, daß der Karton richtig auf der Waagenplattform 24 angeordnet ist, bzw. verifizieren, daß der gemessene Karton tatsächlich kleiner als die vorbestimmten Minimalmessungen ist.

Es wird noch einmal darauf hingewiesen, daß der vorstehend beschriebene Aufbau von dem Motortreiber 98 zur dritten Memoryspeichereinheit 110, eingeschlossen den Motor 62 und die durch ihn betriebenen mechanischen Teile, und die Zählbeginn- und Codierungsfühler, alle für jeden der Meßarme 32, 34 und 36 dupliziert sind, und die CPU durch geeignete Einrichtungen in der Lage ist, zu unterscheiden, von welchem Meßarm 32, 34 oder 36 die Impulse während der Bewegung des zugeordneten Flügels 66 gezählt werden.

Es wird wiederum zum Zwecke der Anschaulichkeit angenommen, daß das Maß des Kartons C entlang des Meßarms 32 30,5 cm (12 in), entlang des Meßarms 34 35,6 cm (14 in), und entlang des Meßarms 36 20,3 cm (8 in) beträgt. Die CPU 118 führt dann drei Funktionen aus. Sie empfängt die linearen Abmessungen von der Memoryspeichereinheit 110 über die Leitung 111 und berechnet das tatsächliche Volumen des Kartons. Unter den gegebenen Annahmen würde dieses 22041,7 cm³ (1344 in³) betragen. Die CPU vergleicht dann dieses Volumen mit dem in der Memoryspeichereinheit 92 gespeicherten Grenzvolumen und bestimmt, daß es erheblich geringer als das Grenzvolumen von 28.300 cm³ (0,0283 m³) ist, was bedeutet, daß das Versandgewicht für den Karton dasselbe Gewicht sein wird, wie das durch die Waage 20 bestimmte tatsächliche Gewicht, d. h. 4,5 kg (10 lbs), und daß das tatsächliche Gewicht dann das Versandgewicht sein wird, was an das Versandsystem 124 geschickt wird. Die CPU 118 sendet dann ein Signal an das Versandsystem 124, was das tatsächliche Gewicht des Kartons beschreibt, so daß das Versandsystem 124 die angemessene Versandgebühr bestimmen kann. Zusätzlich druckt das Versandsystem 124 eine Frachtliste über alle Gebühren für die Kartons aus, deren abmessungsspezifisches Gewicht in einem vorbestimmten Zeitabschnitt bestimmt wurde, und möglicherweise ebenfalls individuelle Adreßetiketten für jeden Karton, typischerweise mit Strichcodeinformation versehen.

Wenn andererseits ein Karton C auf der Waagenplattform 24 angeordnet wird, der weiterhin nur 4,5 kg (10 lbs) wiegt, die linearen Abmessungen dieses Kartons aber beispielsweise entlang des Meßarms 32 38,1 cm (15 in), entlang des Meßarms 34 58,4 cm (23 in), und entlang des Meßarms 36 30,5 cm (12 in) betragen, würde das gleiche Verfahren, wie es oben beschrieben ist, durchgeführt, um die linearen Abmessungen des Kartons zu bestimmen, mit der Ausnahme, daß das berechnete Volumen des Kartons nun 67.863,7 cm³ (4140 in³) betragen würde, was das Grenzvolumen von 28.300 cm³ weit übersteigt. Die CPU 118 bestimmt dann das abmessungsspezifische Gewicht des Kartons, indem das berechnete Volumen durch die Abmessungskonstante geteilt wird, die in der Memoryspeichereinheit 94 gespeichert ist, und in dem angenommenen Beispiel für den Inlandsversandstandard 7008,7 cm³/kg (194 in³/lb) beträgt. Die CPU 118 teilt dann das berechnete Volumen von 67863,7 cm³ (4140 in³) durch 7008,7 cm³/kg, was 9,7 kg (23,34 lbs) ergibt, und vergleicht dann dieses Gewicht mit dem tatsächlichen Gewicht des Kartons, so wie es durch die Waage 20 ermittelt wurde, um zu bestimmen, welches Gewicht das größere ist. Da in dem gegebenen Beispiel das abmessungsspezifische Gewicht von 9,7 kg (23,34 lbs) das größere ist, sendet die CPU 118 ein Signal über die Leitung 120 zur Schnittstelle 114 und über die Leitung 120 zum Versandsystem 124 aus, wobei das Signal diesem Gewicht entspricht, wonach das Versandsystem 124 dann die Versandgebühr für 9,7 kg (23,34 lbs) in gleicher Weise bestimmt, wie sie dies für den kleineren Karton getan hat, dessen tatsächliches Gewicht 4,5 kg (10 lbs) betrug.

Falls andererseits das tatsächliche Gewicht dieses Kartons 11,3 kg (25 lbs) betragen hätte, was vergleichsweise nahe an den 9,7 kg (23,34 lbs) für das abmessungsspezifische Gewicht des Kartons liegt, würde die CPU 118 den oben beschriebenen Prozeß zum Berechnen des abmessungsspezifischen Gewichts des Kartons in oben beschriebener Art fortsetzen, wobei dann die Vergleichseinheit feststellen würde, daß das tatsächliche Gewicht von 11,3 kg (25 lbs) das größere wäre, und dann dieses Gewicht an das Versandsystem 124 aussenden würde, um die angemessene Frachtgebühr zu bestimmen.

Es sollte klar sein, daß die vorliegende Erfindung nicht als auf das oben beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen dargestellte, spezifische Ausführungsbeispiel begrenzt angesehen werden sollte, da das Beispiel lediglich eine Beschreibung des derzeit als bevorzugt betrachteten Ausführungsbeispiels dient und Änderungen an ihm in für den Fachmann offensichtlicher Art zugelassen sind. Es ist vielmehr beabsichtigt, daß die Erfindung alle solche Abänderungen, Veränderungen und äquivalente Ausführungsbeispiele von ihr umfaßt, die als innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegend angesehen werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht ausgebildet, zur Benutzung mit einem Versand- oder Frachtsystem, das für Päckchen und Pakete eine angemessene Frachtgebühr auf Grundlage von unter anderem einem angemessenen Versandgewicht ermittelt, so wie es durch die Vorrichtung zum Bestimmen von abmessungsspezifischem Gewicht bestimmt wird, wobei diese Vorrichtung umfaßt:

(a) eine Einrichtung, die eine Auflagefläche (12) definiert;
(b) eine Waage (10), die auf der Auflagefläche (12) befestigt ist und eine Plattform (24) aufweist, auf der ein Karton (C) zum Bestimmen des tatsächlichen Gewichts des Kartons angeordnet werden kann;
(c) einen Meßrahmen (30), der der Auflagefläche funktional zugeordnet ist;
(d) eine Meßeinrichtung (66, 104, 110), die dem Meßrahmen (30) funktional zugeordnet und bewegbar ist, um benachbarte Flächen eines Kartons (C) zum Messen der linearen Entfernungen der Länge, Breite und Höhe des Kartons zu berühren, wenn dieser auf der Plattform (24) angeordnet ist; und
(e) eine Computerverarbeitungseinrichtung (118), die auf den Betrieb der Waage (20) und der Meßeinrichtung (66, 104, 110) anspricht, zum Bestimmen eines Versandgewichts des Kartons durch das Berechnen seines abmessungsspezifischen Gewichts und das Vergleichen dieses abmessungsspezifischen Gewichts mit dem tatsächlichen Gewicht, um zu bestimmen, welches dieser Gewichte das größere ist, wodurch die Vorrichtung das angemessene Versandgewicht ermittelt, auf Grundlage dessen das Versandsystem eine angemessene Frachtgebühr bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (10) eine Einrichtung umfaßt, die einen Bezugspunkt (38) für einen auf der Plattform angeordneten Karton (C) definiert und zum Anordnen des Kartons an einer bezüglich des Meßrahmens (30) vorbestimmten Stelle auf der Plattform (24) dient, so daß die dem Meßrahmen (30) benachbarten Flächen des Kartons (C) zu ihm beabstandet angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßrahmen (30) eine Vielzahl von länglichen Meßarmen (32, 34, 36) umfaßt, die sich von einem Schnittpunkt der Meßarme, der zu dem Bezugspunkt benachbart angeordnet ist, entlang der beiden horizontalen Achsen eines Kartons und seiner vertikalen Achse erstrecken, wobei der Schnittpunkt der Meßarme dem Bezugspunkt (28) eng benachbart angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (66, 104, 110) ein Tastglied (66) zum Berühren des Kartons umfaßt, das entlang der Meßarme (32, 34, 36) bewegbar an jedem dieser Meßarme befestigt ist, um das Ausmaß zu bestimmen, in dem sich jede der benachbarten Flächen an der vorbestimmten Stelle auf der Plattform (24) angeordneten Kartons (C) entlang des benachbarten Meßarms erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, sofern abhängig von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (66, 104, 110) weiterhin umfaßt:

(a) eine Einrichtung (62, 98) zum Bewegen der Tastglieder (66) zum Berühren des Kartons entlang der Meßarme (32, 34, 36) zwischen einer Nullage, die den äußeren freien Enden der Meßarme (32, 34, 36) benachbart ist, und einer Stopposition, die durch den Berührpunkt der Tastglieder mit der Oberfläche eines den Meßarmen benachbarten Kartons bestimmt ist; und
(b) eine Einrichtung (72, 84, 104) zum Bestimmen des Bewegungsausmaßes der Tastglieder (66) zwischen den Nullagen und den Stoppositionen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen der Tastglieder zum Berühren des Kartons entlang der Meßarme (32, 34, 36) umfaßt:

(a) eine Einrichtung (48, 50, 52) zum beweglichen Tragen des Tastglieds (66) zum Berühren des Kartons, wobei die Bewegung entlang im wesentlichen der gesamten Länge jedes Meßarms (32, 34, 36) stattfindet;
(b) eine Einrichtung (62) zum Antreiben der Trageinrichtung in eine Richtung, um das Tastglied (66) zum Berühren des Kartons von der Nullage in Richtung des entgegengesetzten Endes des Meßarms zu bewegen; und
(c) eine Einrichtung (102) zum Erfassen, wann das Tastglied (66) die Fläche eines Kartons (C) in der Stopposition berührt und zum Umkehren der Bewegungsrichtung der Trageinrichtung, um das Tastglied von der Stopposition zurück zur Nullage zu bewegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen des Bewegungsausmaßes der Tastglieder umfaßt:

(a) einen optischen Fühler (72), der jedem der Meßarme (32, 34, 36) zugeordnet ist und auf Bewegung des Tastglieds (66) für diesen Arm anspricht, um aufeinanderfolgende Impulse zu erzeugen, die Bewegungsinkremente des Tastglieds (66) bezeichnen; und
(b) eine Impulszähleinrichtung (104), die auf den optischen Fühler (72) anspricht, um die aufeinanderfolgenden Impulse während der Bewegung des Tastglieds (66) zu zählen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7 in Abhängigkeit von Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die den Bezugspunkt (28) definiert, eine Führungseinrichtung (26) umfaßt, die auf der Plattform (24) parallel und beabstandet zu den Meßarmen (32, 34, 36) befestigt ist, um sicherzustellen, daß die Oberflächen eines an der vorbestimmten Stelle auf der Plattform (24) angeordneten Kartons in gleichmäßig parallel beabstandeter Beziehung zu den Meßarmen (32, 34, 36) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Computerverarbeitungseinrichtung (118) zum Bestimmen des Frachtgewichts des auf der Plattform (24) angeordneten Kartons (C) eine Bestimmungseinrichtung umfaßt, mit der bestimmbar ist, ob das tatsächliche Volumen des Kartons ein vorbestimmtes Grenzvolumen übersteigt oder nicht, wobei unterhalb des Grenzvolumens die Verarbeitungseinrichtung ein Frachtgewicht bestimmt, das auf dem durch die Waage (20) ermittelten tatsächlichen Gewicht des Kartons (C) beruht, und bei oder überhalb dessen die Verarbeitungseinrichtung ein Frachtgewicht berechnet, das auf dem Volumen des Kartons (C) unabhängig von seinem durch die Waage (20) ermittelten Gewicht beruht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bestimmen, ob das Kartonvolumen ein vorbestimmtes Grenzvolumen übersteigt, umfaßt:

(a) eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern des vorbestimmten Grenzvolumens;
(b) eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern der einzelnen Linearabmessungen der Länge, Breite und Höhe eines auf der Plattform (24) angeordneten Kartons;
(c) eine Einrichtung zum Berechnen des Volumens des Kartons (C), beruhend auf diesen linearen Abmessungen; und
(d) eine Einrichtung zum Vergleichen des berechneten Kartonvolumens mit dem vorbestimmten Grenzvolumen, um zu bestimmen, welches das größere ist.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung zum Bestimmen des Frachtgewichts des auf der Plattform (24) angeordneten Kartons (C) weiterhin eine Einrichtung umfaßt zum Umwandeln des tatsächlichen Volumen des Kartons in ein abmessungsspezifisches Gewicht von ihm und zum Vergleichen des abmessungsspezifischen Gewichts mit dem tatsächlichen Gewicht, um zu bestimmen, welches das größere ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umwandeln des tatsächlichen Gewichts eines Kartons in ein abmessungsspezifisches Gewicht von ihm und zum Vergleichen des abmessungsspezifischen Gewichts mit dem tatsächlichen Gewicht umfaßt:

(a) eine Memoryspeichereinrichtung zum Speichern einer abmessungsspezifischen Gewichtskonstante in den Dimensionen Volumeneinheit pro Gewichtseinheit;
(b) eine Einrichtung zum Berechnen eines abmessungsspezifischen Gewichts durch das Dividieren des tatsächlichen Kartonvolumens durch die abmessungsspezifische Gewichtskonstante; und
(c) eine Einrichtung zum Vergleichen des tatsächlichen Kartongewichts mit seinem abmessungsspezifischen Gewicht, um das größere zu bestimmen.

13. Vorrichtung zum Bestimmen eines abmessungsspezifischen Gewichts, umfassend:

(a) eine Plattform (24), auf der ein Karton (C) zum Bestimmen der Abmessungen des Kartons (C) angeordnet werden kann;
(b) einen Meßrahmen (30), der der Plattform (24) funktional zugeordnet ist; und
(c) eine Meßeinrichtung (66, 104, 110), die dem Meßrahmen (30) funktional zugeordnet ist und zum Berühren benachbarter Flächen eines Kartons (C) bewegbar ist, wenn dieser auf der Plattform (24) angeordnet ist, um die linearen Entfernungen der Länge, Breite und Höhe des Kartons zu messen.