DE2556428A1

DE2556428A1 - Waegevorrichtung

Info

Publication number: DE2556428A1
Application number: DE19752556428
Authority: DE
Inventors: Ralph S Shoberg; Thomas A Ulicny
Original assignee: GSE Inc
Current assignee: GSE Inc
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1976-07-08
Also published as: JPS51115861A; DE2556428C3; JPS5916646B2; FR2296841A1; CA1047055A; SE7514691L; DE2556428B2; FR2296841B1; GB1535520A; US3938603A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung mit einer Gewichtsauflage, die bei Auflage eines zu wägenden Gegenstandes eine Kraftwirkung auf mindestens ein Schwenkelement ausübt, wobei das an dem Schwenkelement erzeugte Drehmoment zwecks Gewichtsanzeige ausgewertet wird.

Wägevorrichtungen enthalten, wenn man von der Laboratoriumsbalkenwaage absieht, meist ein Federelement wie z.B. eine Spiral- oder Schraubenfeder oder einen Torsionsstab, welches proportional der jeweils einwirkenden Last ausgelenkt wird. Die zur Auswertung einer Federauslenkung üblichen Vorrichtungen machen es jedoch schwierig und kostspielig, einen hohen Genauigkeitsgrad zu erzielen. Eine billige Wägevorrichtung ermöglicht deshalb keine genauen Messungen. Ferner sind die bisher bekannten Wägevorrichtungen hinsichtlich der Anordnung der zu wiegenden Last auf der Gewichtsauflage ungenau, d.h. eine außermittig aufliegende Last führt zu einer ungenauen Ablesung.

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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine relativ billige und einfach aufgebaute Wägevorrichtung zu schaffen, die sich durch eine hohe Genauigkeit in der Gewichtsanzeige auszeichnet und unempfindlich gegenüber außermittiger Gewichtsauflage ist.

Eine Wägevorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Gewichtsauflage mit zwei gegenseitig beabstandeten, an festen Punkten parallel zueinander aufgehängten Schwenkelementen so verbunden ist, daß bei Gewichtseinwirkung an den Schwenkelementen zueinander entgegengesetzt.gerichtete Drehmomente entstehen, und daß zur Momentauswertung ein die Schwenkelemente starr und quer zu ihren Schwenkachsen verbindender elastisch biegsamer Balken vorgesehen ist, der mit einer Anordnung zur Auswertung seiner Biegebeanspruchung versehen ist.

Eine Wägevorrichtung nach der Erfindung arbeitet mit einem neuartigen Auswerteprinzip, das einerseits sehr einfach zu verwirklichen ist, andererseits aber bei relativ geringen Herstellungskosten einen hohen Genauigkeitsgrad gewährleistet. Ferner kann die Erfindung in den verschiedensten Ausführungsformen für unterschiedlichste Anwendungszwecke verwirklicht werden, beispielsweise in Nährmittelwaagen für Supermärkte, Viehwaagen, Getreidewaagen, Kraftfahrzeugwaagen und auch in extrem empfindlichen Vorrichtungen, wie sie in Laboratorien eingesetzt werden.

Das bei der Erfindung angewendete Prinzip besteht allgemein in der Umsetzung einer einwirkenden Last in Momente, die wiederum auf die beiden Enden eines Balkens aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul einwirken, wo-

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durch eine elastische Biegung des Balkens hervorgerufen wird. Zur Auswertung der Biegebeanspruchung des Balkens zwecks Anzeige der einwirkenden Last können vorteilhaft Dehnungsmeestreifen vorgesehen sein.

Unter einem "Schwenkelement" soll im folgenden eine mechanische Anordnung verstanden werden, die in der Wägevorrichtung so befestigt ist, daß sie bei einwirkender Last ein Drehmoment erfährt. Die tatsächliche Drehung oder Verkantung einer solchen Anordnung ist dabei aber so minimal, daß sie für das menschliche Auge praktisch nicht wahrnehmbar ist. Deshalb sind im Gegensatz zu bisher üblicher Technik keine komplizierten Lagerungen erforderlich, die eine größere Winkeldrehung ermöglichen sollen. Zwischen den beiden Schwenkelementen ist gewissermaßen schwebend ein Balken aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul wie z.B. Stahl oder Aluminium angeordnet. Durch die mechanische Verbindung dieses Balkens mit den Schwenkelementen werden die an den Schwenkelementen erzeugten Drehmomente auf die Enden des Balkens übertragen, wodurch dieser durchgebogen wird. In der Mitte des Balkens kann eine Anordnung zur Auswertung seiner Biegebeanspruchung vorgesehen sein, mit der einerseits die Zugbeanspruchung, andererseits die Druckbeanspruchung des Balkens bei Biegung gemessen werden kann. Eine solche Anordnung erzeugt zweckmäßig ein elektrisches Signal, welches die einwirkende Last kennzeichnet. Der Balken kann so gefertigt sein, daß in seiner Mitte ein Biegebereich mit verringertem Querschnitt vorgesehen ist, in dem die Biegebeanspruchung konzentriert auftritt. Ferner sind dann in diesem Bereich Dehnungsmeßstreifen befestigt, die ein elektrisches Signal abgeben, welches nach geeigneter Verstärkung die einwirkende Last als eine Funktion der Biegebeanspruchung des Balkens angibt.

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Es sind zahlreiche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung möglich, beispielsweise eine geteilte Gewichtsauflage mit einer Hebelarmanordnung, durch die es möglich ist, den einen Teil der Gewichtsauflage für einen ersten Wägebereich und den anderen Teil für einen zweiten Wägebereich zu verwenden und somit Gegenstände sehr unterschiedlicher Gewichtsgrößenordnungen mit praktisch demselben Genauigkeitsgrad zu wiesen. Ferner ist es möglich, eine Vibrationsvorrichtung o.a. vorzusehen, mit der die mechanischen Bestandteile der Schwenkanordnung bewegt werden, wodurch eine Wägevorrichtung verwirklicht wird, die keine merklichen Reibungs- oder Hystereseeigenschaften aufweist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Wägevorrichtung nach der Erfindung mit zugehöriger digitaler Anzeigevorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen wesentlichen Abschnitt der Wägevorrichtung nach Fig. 1, wobei die Gewichtsauflage zur Darstellung innerer Einzelheiten entfernt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des inneren Aufbaus der Wägevorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Seitenteilschnitt der Wägevorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Brückenschaltung zur Auswertung der Biegebeanspruchung des Balkens der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Wägevorrichtung,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines mit Bändern arbeitenden Schwenk- und Balkensystems der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Wägevorrichtung,

Fig. 7 die perspektivische Darstellung einer Wägevorrichtung mit geteilter Gewichtsauflage,

Fig. 8 die perspektivische Darstellung des Innenaufbaus der in Fig. 7 gezeigten Wägevorrichtung und

Fig« 9 einen Seitenteilschnitt der in Fig* 7 und 8 gezeigten Wägevorrichtung.

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In Fig. 1 ist eine Wägevorrichtung 10 für allgemeine Anwendungszwecke dargestellt, sie hat eine flache Gewichtsauflage 12 mit einer Größe von ca. 28 χ 43 cm, diese ist auf einem rechteckförmigen Aluminiumkörper mit Grundplatte 14 gelagert und dient zum Auflegen und Wiegen von Gegenständen 16. Die Wägevorrichtung 10 erzeugt bei Aufliegen eines Gegenstandes 16 ein elektrisches Signal, das über ein mehradriges Kabel 18 einer digitalen Anzeigevorrichtung 20 zugeführt wird. Diese spricht auf elektrische Signalspannungen unterschiedlicher Amplitude an und liefert eine Sichtanzeige mit einer Zahl, die das Gewicht des Gegenstandes 16 in einem bestimmten Maßsystem angibt. Helligkeit und andere Betriebseigenschaften der Anzeigevorrichtung 20 können nach Wunsch eingestellt werden, es handelt sich um eine handelsübliche Vorrichtung, die auch durch beliebige andere, entsprechend arbeitende Vorrichtungen ersetzt werden kann, da sie nicht unmittelbar zur Erfindung gehört.

In Fig. 2 bis 4 sind die inneren Konstruktionsmerkmale der Wägevorrichtung 10 dargestellt. Die Gewichtsauflage 12 ist im wesentlichen ein rechteckförmiger Körper aus starrem Material wie z.B. Aluminium oder Stahl und hat einen nach unten abstehenden Umfangsrand 13, der in Fig. 3 am besten zu erkennen ist. Ferner sind mehrere Bohrungen vorgesehen, die zur Aufnahme von Befestigungselementen dienen, so daß die Gewichtsauflage 12 fest mit parallelen Längsschienen 22a und 22b verbunden werden kann, welche innerhalb des durch die Grundplatte 14 gebildeten Bereichs angeordnet sind. Die Grundplatte 14 selbst bildet einen dünnen Boden und ist durch äußere Längsschienen 14a und 14b und Seitenschienen 14c abgeschlossen, diese Elemente sind untereinander durch Schrauben, Schweißung oder andere Mittel verbunden.

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Die Längsschienen 22a und 22b bilden flache horizontale Flächen, die die Innenfläche der Gewichtsauf lage 12 aufnehmen und diese außer Berührung mit irgendeinem Teil der Grundplatte 14 halten. Die Längsschienen 22a und 22b sind durch Querschienen 24 miteinander verbunden, von denen in Fig. 2 und 3 nur die linke dargestellt ist, eine weitere derartige Querschiene 25 ist in ähnlicher Weise ungefähr an der Mittellinie der Anordnung vorgesehen und bildet eine Versteifungsstrebe. Die obere Fläche der Querschiene 24 liegt in derselben Ebene wie die oberen Flächen der Längsschienen 22a und 22b, sie dient also gleichfalls als Auflagefläche für die Gewichtsauflage 12.

Zwischen der Gewichtsauf lage 12 und der Grundplatte 14 sind, ohne die Grundplatte 14 zu berühren, zwei gegengleiche Schwenkelemente 26 aufgehängt, die aus maschinell bearbeitetem Material wie z.B. Aluminium bestehen. Ein derartiges Schwenkelement 26 ist an jedem Längsende der Wägevorrichtung vorgesehen und in Fig. 2 bis 4 dargestellt. Jedes Schwenkelement 26 ist mit Stahlbändern 28 und 32 aufgehängt, so daß die auf die Gewichts auflage 12 einwirkenden Lasten, beispielsweise ein aufgelegter Gegenstand 16, Drehmomente entgegengesetzter Richtung auf die beiden mit Abstand und parallel zueinander angeordneten Schwenkelemente 26 der Wägevorrichtung 10 ausüben. Diese Drehmomente bewirken eine Drehung der Schwenkelemente 26 um ihre eigene Längsachse, die beiden Längsachsen liegen parallel zueinander und in einer Ebene, die parallel zur Ebene der Gewichtsauflage 12 und zur Längsachse der Gesamtvorrichtung verläuft. Bänder 28a und 28b sind am Oberteil der Seitenschiene 14c befestigt und ragen vertikal nach unten, so daß sie unten an der Außenfläche des in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Schwenkelements 26 befestigt sein können. Zur Befestigung der Bänder 28a und 28b an der Seitenschiene 14c sind Klemmelemente 30a und 30b vorgesehen

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(Fig. 2 und 3). Die Klemmelemente 31 sind am unteren Teil eines jeden Bandes 28 angeordnet und halten das Band 28 an dem Schwenkelement 26, wie es in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Gemäß Fig. 2 sind Aussparungen 36a und 36t) für die Klemmelemente 30a und 30b vorgesehen. Zusätzlich sind Bänder 32a und 32b mit ihren oberen Enden an der inneren Seitenfläche des Schwenkelements 26 befestigt und stehen in vertikaler Richtung von diesem ab, so daß sie unten an der Außenfläche der Querschiene 24 befestigt sein können. Obere Klemmelemente 34a und 34b sind zur Befestigung der Bänder 32a und 32b an dem Schwenkelement 26 vorgesehen, ein unteres Klemmelement 37, das in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, befestigt die Bänder an dem jeweiligen unteren Ende an der Querschiene 24. Wie aus Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht, sind vier Bänder 28 bzw. 32 an jedem Ende der Wägevorrichtung 10, also insgesamt acht Bänder vorgesehen, von denen jedes aus Federstahl besteht und ca. 4cm breit, ca. 9 cm lang und ca. 0,15 mm dick ist. Alle diese Maße sind lediglich beispielsweise genannt und keinesfalls kritische Faktoren.

Die Anordnung der Bänder ist gemäß Fig. 3 so getroffen, daß das Schwenkelement 26 zwischen der Gewichtsauflage 12 und der Grundplatte 14 stabil gelagert ist. Bei Einwirkung einer Last auf die Gewichtsauflage 12 wird die entsprechende Kraft direkt auf die Querschiaie 24 übertragen, welche von der Grundplatte 14 einen Abstand hat. Diese Belastung zieht daher die Bänder 32a und 32b nach unten. Da eine vertikale Reaktionskraft der Bänder 28a und 28b an den gegenüberliegenden Flächen entgegengesetzt gerichtet auftritt, bewirkt die Belastung eine Drehung des Schwenkelements 26 bezüglich der Darstellung in Fig. 3 und 4 im Uhrzeigersinn. Da am rechten Ende der Wägevorrichtung 10 eine gegengleiche Anordnung

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vorgesehen ist, die in Fig. 2, 3 und 4 teilweise dargestellt ist, erfährt das entsprechende Schwenkelement eine Drehbewegung mit entgegengesetzter Richtung.

Zur Aufnahme und zur Messung der Drehmomente ist ein fester Aluminiumbalken 40 zwischen den Schwenkelementen 26 angeordnet und mit diesen mechanisch verbunden. Die Verbindung erfolgt mittels seitlich in die Schwenkelemente 26 eingebrachter Öffnungen und abgeflachter Seiten des ansonsten runden Balkens 40. Die kantig ausgebildeten Enden des Balkens 40 sind in die Öffnungen eingesetzt, und zu deren Befestigung sind Schrauben vorgesehen, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind. Da der Balken 40 trotz seiner praktisch starren Ausführung tatsächlich eine Biegebeanspruchung erfährt, ist für eine mittig einwirkende Belastung das erzeugte Moment über die Länge des Balkens 40 praktisch konstant. Das genau in der Mitte des Balkens 40 erzeugte Moment hat jedoch unabhängig von der Position des Gegenstandes 16 auf der Gewichtsauflage 12 und damit von dem Einwirkungspunkt der Last einen bestimmten Wert. Zu diesem Zweck sind Spannungsmeßelemente noch zu beschreibender Art an dem Balken 40 vorgesehen, wie dies in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Sie dienen zur Auswertung der Biegespannung und erzeugen ein elektrisches Signal entsprechenden Wertes. Dieses elektrische Signal gibt die Größe der einwirkenden Belastung an und kann daher der Anzeigevorrichtung 20 in bereits beschriebener Weise zugeführt werden. Vorzugsweise ist der Balken 40 zum Schutz der empfindlichen Bestandteile der Spannungsmessung mit einer flexiblen Manschette 42 versehen.

Vorzugsweise sind Bänder 44a und 44b zur Verhinderung seitlicher Schwingungen vorgesehen. Diese Bänder sind an ihren Mitten mit der Grundplatte 14 und an den Enden mit den Querschienen 24 verbunden, um eine Längsschwingung

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der Schwenkanordnung zu vermeiden, die bei Berücksichtigung der Figuren 3 und 4 tatsächlich zwischen der Gewichtsauflage 12 und der Grundplatte schwebt, um die Umsetzung der einwirkenden Belastung in Drehmomente zu ermöglichen.

Ausschnitte 3öa und 38b in der Querschiene 24 bilden Raum für die Klemmelemente 34a und 34b, in ähnlicher Weise ist eine Aussparung an jedem Ende des Schwenkelements 26 für die Klemmelemente 37 vorgesehen, wie es in Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Querschiene 24 ist so bearbeitet, daß sie in ihrer Mitte eine Einbuchtung 44 hat, die in Fig. 3 dargestellt ist und die Durchführung des Balkens 40 ermöglicht. In Fig. 3 und 4 sind ferner Polster bildende Abstandselemente zwischen den Klemmelementen und den Bändern dargestellt, die nach Wunsch vorgesehen sein können. Verschiedene andere Einzelheiten sind in den Figuren dargestellt, jedoch für die Erfindung nicht von unmittelbarer Bedeutung.

Um die Empfindlichkeit der Wägevorrichtung zu erhöhen, ist die Mitte des Balkens 40 in der in Fig. 3 und 4 gezeigten Weise abgeflacht, wodurch parallele Flächen 46 und 48 gebildet sind, an denen nebeneinander Widerstandsmeßstreifen befestigt sind. Auf der oberen Fläche 46 und auf der unteren Fläche 48 sind jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen nebeneinander angeordnet. Auf der oberen Fläche 46 sind gemäß Fig. 5a zwei Widerstände 50a und 50b, auf der unteren Fläche in praktisch derselben Anordnung zwei Widerstände 50c und 5Od angeordnet. In dieser Orientierung sprechen die Widerstände auf der Fläche 46 auf eine Kompression im Balken 40 an, während die Widerstände auf der Fläche 48 auf eine Dehnung ansprechen. Somit wird die durch die an den Balken-

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enden erzeugten Drehmomente verursachte Biegebeanspruchung ausgewertet. Die vier Widerstände 50a, 50b, 50c und 5Od sind vorzugsweise in einer Brückenschaltung gemäß Fig. 5 angeordnet, in der die Kompressions- und die Dehnungswerte additiv zusammengefaßt sind. Dieses Merkmal ist Jedoch nicht von besonderer Wichtigkeit. Eine Gleichstromquelle ist an zwei Brückenanschlüsse angeschaltet, die beiden anderen bilden die Ausgänge und sind mit der Anzeigevorrichtung in bereits beschriebener Weise verbunden. In Fig. 5 sind ferner an den Ausgangsklemmen temperaturempfindliche Kompensationswiderstände 52 und 54 dargestellt, die Temperaturänderungen zwischen dem Zeitpunkt einer anfänglichen Eichung und der tatsächlichen Benutzungszeit ausgleichen.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Einrichtung ist aus der schematischen Darstellung nach Fig. 6 zu erkennen. Die Schwenkelemente 26' und 26·' sind als runde Stäbe dargestellt, die parallel zueinander angeordnet sind und übereinstimmende Länge haben. Die beiden Stäbe sind mit den beiden Enden eines Balkens 40 mechanisch verbunden, der so ausgebildet ist, daß die Mitte der Momentenmessung in einer Ebene liegt, die zu den Drehachsen der Schwenkelemente 26 gleichen Abstand hat und senkrecht zu der diese beiden Achsen einschließenden Ebene verläuft. Die Verformung des Balkens 40 durch die einander entgegengesetzten Momente ist durch die in Fig. 6 gestrichelt dargestellte Linie angedeutet und wesentlich übertrieben gezeigt, um das Verständnis zu erleichtern. Das zu belastende Element, also die Gewichtsauflage 12, die Schienen 22 und die Querelemente 24 sind in Fig. 6 nicht dargestellt, Jedoch ist zu erkennen, daß bei Einwirkung einer Last die Bänder 32a, 32b, 58a und 58b nach unten gezogen werden. Der Anteil der Last, der auf Jedes Band einwirkt,

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hängt natürlich von der Position der Last auf der Gewichtsauflage ab, jedoch ist bei einer Momentenmessung an der gezeigten Stelle das jeweils gemessene Moment immer dasselbe, unabhängig von der Position der Last und der Aufteilung der mit ihr erzeugten Kräfte zwischen den Bändern. Die nach unten gerichtete Kraft, die über die Bänder 32 und 58 auf die Schwenkelemente 26» und 26" einwirkt, wird durch die aufwärts gerichtete Kraft der Bänder 28 und 56 ausgeglichen, weshalb Momente entgegengesetzter Richtung in den Schwenkelementen 26' und 26'' erzeugt werden, die in Fig. 6 angedeutet sind. Das Konzept eines Bandes, welches um ein Schwenkelement mit zylindrischem Querschnitt gewickelt ist, muß bei der tatsächlichen Anwendung nicht verwirklicht werden, da gemäß der Beschreibung der Figuren 1 bis 4 zu erkennen ist, daß die tatsächliche Winkelbewegung der Schwenkelemente 26 extrem geringfügig ist. Es kann natürlich auch ein System größerer Auslenkung mit elastischeren Materialien verwirklicht werden, hierbei ist es dann vorteilhaft, Bänder der in Fig. 6 sehr schematisch dargestellten Art zu verwenden, die zumindest teilweise um die Schwenkelemente gewickelt sind, um jegliche Änderung des effektiven Radius zwischen der Mitte des Schwenkelements und dem Punkt der tangentialen Kräfteinwirkung zu vermeiden.

In Fig. 7 bis 9 ist eine Wägevorrichtung mit geteilter Gewichtsauflage dargestellt, die mit ein und derselben Einrichtung das Wiegen von Gegenständen in unterschiedlichen Gewichtsbereichen ermöglicht. Diese Gewichtsbereiche können sich um eine Größenordnung unterscheiden, wobei die Wägevorrichtung ihre Empfindlichkeit und Genauigkeit behält. In Fig. 7 ist ein Grundkörper 14 dargestellt, der dem bereits anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen entspricht. Eine Gewichtsauf lage 60 ähnlicher Konfiguration wie die bereits beschriebene ist vorgesehen,

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sie hat jedoch einen kleinen inneren Bereich 62, auf den leichte und kleine Gegenstände aufgelegt werden können, um eine Wägung mit einem Faktor durchzuführen, der dem zehnfachen Wägefaktor für den übrigen Teil der Gewichtsaüflage 60 entspricht. Diese günstige Änderung des Wägefaktors ist folgendermaßen verwirklicht: Die Gewichtsauflage 60 ist mit den Schwenkelementen74 und 76 in der in Fig. 2 bis 4 gezeigten Weise verbunden. Hierbei wird mit einem Wägefaktor 1 gewogen. Der Abschnitt 62 ist über einen vertikalen, starren Bolzen 64 und ein horizontales Querstück 66 mit den Innenenden zweier einander gegenüberstehender Hebelarme 68 und 70 verbunden, die mit den Schwenkelementen 74 und 76 gemäß Fig. 9 verbunden sind. Die auf den Abschnitt 62 aufgelegten Gegenstände erzeugen also Kräfte, die auf die Schwenkelemente über ziemlich lange Hebelarme übertragen werden, welche die Momente ungefähr um den Faktor 10 verstärken. Durch diese Verstärkung wird natürlich auch die Empfindlichkeit der Wägung vergrößert. Die Anwendung derartiger Hebelarme kann mit oder ohne geteilte Schale gemäß Fig. 6 erfolgen, wie dem Fachmann erkennbar ist.

Zahlreiche andere Merkmale können in der Wägevorrichtung verwirklicht werden, beispielsweise kann der in den Figuren dargestellte runde Balken 40 leicht durch einen Balken mit I-Querschnitt ersetzt werden, dessen Biegebereich durch ein Segment gebildet ist, von dem der obere und untere Profilteil entfernt sind und bei dem eine längliche öffnung zur Aufnahme der Dehnungsmeßstreifen vorgesehen ist. Die Bänder werden zvar vorzugsweise verwendet, sie können in verschiedenen Ausführungsformen jedoch auch durch Seile, Messerkanten und andere Konstruktionen ersetzt sein, die eine gute Drehelastizität haben. Ferner kann gemäß Fig. 2 eine kleine Vibrationsvorrichtung 80 mechanisch mit der schwebend, aufgehängten Meßanordnung der Wägevorrichtung

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verbunden sein, um eine besondere Wirkung zu erzeugen, d.h. eine Vibration mit konstanter niedriger Frequenz für die Schwenkkonstruktion, wodurch jegliche Hystereseeffekte infolge Reibung vermieden werden. Es kann auch günstig sein, zur mechanischen Ausnullung des Eigengewichts der Gewichtsauflage und der Befestigungselemente eine Biegespannung des Balkens zu verringern oder auszugleichen, mit Ausnahme des Falles einer Lasteinwirkung, die durch Wägen auszuwerten ist.

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Claims

Patentansprüche

y Wägevorrichtung mit einer Gewichtsauf lage, die bei Auflage eines zu wägenden Gegenstandes eine Kraftwirkung auf mindestens ein Schwenkelement ausübt, wobei das an dem Schwenkelement erzeugte Drehmoment zwecks Gewichtsanzeige ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsauflage (12) mit zwei gegenseitig beabstandeten, an festen Punkten parallel zueinander aufgehängten Schwenkelementen (26) so verbunden ist, daß bei Gewichtseinwirkung an den Schwenkelementen (26) zueinander entgegengesetzt gerichtete Drehmomente entstehen, und daß zur Moment auswertung ein die Schwenkelemente (26) starr und quer zu ihren Schwenkachsen verbindenderelastisch biegsamer Balken (40) vorgesehen ist, der mit einer Anordnung (50) zur Auswertung seiner Biege beanspruchung versehen ist.
2. Wägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (50) zur Auswertung der Biegebeanspruchung mindestens einen am Balken (40) befestigten Dehnungsmeßstreifen umfaßt.
3. Wägevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (40) mit einem Abschnitt (46, 48) verringerten Querschnitts versehen ist, in dem die Anordnung (50) zur Auswertung der Biegebeanspruchung vorgesehen ist.
4. Wägevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (46, 48) verringerten Querschnitts in der Balkenmitte vorgesehen ist.
5. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Schwenkelement (26) im

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. wesentlichen stabförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsachse die Schwenkachse bildet und daß nahe seinen Enden an den Längsstreifen bandförmige Aufhängeelemente (28, 32) befestigt sind, die mit der Gewichtsauflage (12) bzw. mit einem festen Punkt (14) verbunden und im wesentlichen parallel zueinander, jedoch bezüglich ihrer Befestigung am Schwenkelement (26) in entgegengesetzten Richtungen verlaufen.
6. Wägevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Punkte durch einen Vorrichtungsrahmen (14) gebildet sind, an dessen beiden einander gegenüberliegenden Seitenteilen (14c) die Schwenkelemente (26) Jeweils mit zwei bandförmigen Aufhängeelementen (28) gehalten sind und daß die Gewichtsauflage (12) als eine Auflageplatte ausgebildet ist, die an ihrer Unterseite in einem dem gegenseitigen Abstand der Schwenkelemente (26) etwa entsprechenden Abstand zwei Querschienen (24) trägt, die als Befestigungen zur Aufhängung der Gewichtsauflage (12) an den nicht mit dem Vorrichtungsrahmen (14) verbundenen Aufhängeelementen (32) dienen.
7· Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (40) mit der Mitte des jeweiligen Schwenkelements (26) verbunden ist.
8. Wägevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorrichtungsrahmen (14) und der Gewichtsauflage (12) Verbindungselemente (44) zur Dämpfung einer Bewegung der Gewichtsauflage (12) quer zu den Schwenkachsen vorgesehen sind.
9. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (40) über den größten Teil seiner Länge einen kreisrunden Querschnitt aufweist.

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10. Wägevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet:, daß der Balken (40) einen mittleren Teil mit verringertem Querschnitt aufweist, der durch zwei zueinander parallel angeordnete Auswerteflächen (46, 48) gebildet ist.
11« Wägevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier gleichartige Dehnungsmeßstreifen (50) vorgesehen sind, die paarweise an zwei einander gegenüberliegenden Balkenseiten (46, 48) angeordnet sind und eine elektrische Brückenschaltung bilden, in der jeweils ein auf Druck und ein auf Zug beanspruchter Dehnungsmeßstreifen. (50a, 50c; 50b, 50d) hintereinandergeschaltet sind.
12. Wägevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung mit einem vorzugsweise digital arbeitenden Sichtanzeige g^ät (20) verbunden ist.
13. Wägevorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung mindestens zwei temperaturabhängige Widerstände (52, 54) an einander gegenüberliegenden Anschlüssen enthält.
14. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (80) zur Vibrationsbewegung der Schwenkelemente (26) vorgesehen ist.
15. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsauflage (60) einen selbständig bewegbaren Abschnitt (62) aufweist, der über quer zu den Schwenkachsen angeordnete Hebelarme (68, 70) mit den Schwenkelementen (76) verbunden ist.

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16. Wägevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsauflage (60) mit den Schwenkelementen (76) direkt verbunden ist.

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