DE2556428B2

DE2556428B2 - Wägevorrichtung

Info

Publication number: DE2556428B2
Application number: DE2556428A
Authority: DE
Inventors: Ralph S. Farmington Hills Shoberg; Thomas A. Dearborn Ulicny
Original assignee: Gse Inc Farmington Hills Mich (vsta)
Current assignee: Gse Inc Farmington Hills Mich (vsta)
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1980-01-31
Also published as: JPS51115861A; US3938603A; DE2556428A1; GB1535520A; DE2556428C3; SE7514691L; FR2296841B1; CA1047055A; JPS5916646B2; FR2296841A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wägevorrichtung mit einer GewichtsauOage, die bei Auflage eines zu wägenden Gegenstandes über eine mechanische Kopplung eine Krafteinwirkung auf einen elastisch biegsamen Balken ausübt, der mit einer Anordnung zur Auswertung seiner Biegebeanspruchung als Maß für das Gewicht des Gegenstandes versehen ist

Wägevorrichtungen enthalten, wenn man von der Laboratoriumsbalkenwaage absieht, meist ein Federelement wie z. B. eine Spiral- oder Schraubenfeder, einen biegsamen Balken oder einen Torsionsstab, welches proportional der jeweils einwirkenden Last ausgelenkt bzw. durchgebogen 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. Femer 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.

Eine Wägevorrichtung eingangs genannter Art, die z.B. aus der DE-OS 17 74 653 oder aus der US-PS 36 67 560 bekannt ist, arbeitet, mit einem an einem Ende ortsfest eingespannten biegsamen Balken, auf dessen anderes Ende die durch das Gewicht erzeugte Kraft einwirkt. Die mechanische Kopplung ist dabei so getroffen, daß der Balken eine direkte, lineare Krafteinwirkung erfährt, die gleichfalls von der Position des zu wägenden Gegenstandes auf der Gewichtsauflage abhängt

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 Gewiehtsauflage ist

Eine Wägevorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß der Balken an seinen beiden Enden

starr mit zwei Schwenkelementen verbunden ist, deren Schwenkachäen quer zur Balkenlängsachse und parallel zueinander angeordnet sind und die an zwei gegenseitig beabstandeten Punkten mit der Gewichtsauflage so

verbunden sind, daß eine Gewichtseinwirkung an jeder Schwenkachse ein Drehmoment erzeugt, das zu dem an der anderen Schwenkachse erzeugten Drehmoment entgegengesetzt gerichtet ist

Eine Wägevorrichtung nach der Erfindung arbeitet nach einem neuartigen Prinzip, 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 unter- ι ο schiedlichste 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, wodurch eine elastische Biegung des Balkens hervorgerufen wird. Die Auswertung der Biegebeanspruchung des Balkens zwecks Anzeige der einwirkenden Last kann, wie an sich bekannt mit Dehnungsmeßstreifen durchgeführt werden.

Der wesentliche, mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß auch bei außermittiger Auflage eines Gewichts keine Verfälschung der Gewichtsanzeige möglich ist denn der Biegebalken ist nicht ortsfest eingespannt sondern durch seine Verbindung mit den beiden Schwenkelementen ist er zwischen diesen freitragend gelagert Da die Gewichtsauflage wiederum an zwei gegenseitig beabstandeten Punkten mit den Schwenkelementen verbunden ist ergeben sich an diesen Drehmomente, die eine Durchbiegung des Balkens bewirken. Unabhängig von der Lage eines Gegenstandes auf der Gewichtsauflage wird diese Durchbiegung also durch zwei Drehmomente bestimmt die gegebenenfalls zwar unterschiedlich sein können, deren Summe jedoch immer einen Wert hat der dem auf der Gewichtsauflage angeordneten Gewicht unabhängig von dessen Position entspricht

Eine Wägevorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich also durch eine erhöhte Genauigkeit aus, und trotzdem ist sie konstruktiv sehr einfach aufgebaut Da die Schwenkelemente mit dem Balken starr verbunden sind und über die Gewichtsauflap? an ihnen lediglich Drehmomente erzeugt werden müssen, nicht aber tatsächlich eine drehbare Lagerung erforderlich ist ist der hohe mechanische, insbesondere durch komplizierte Lagerungen bedingte Aufwand bekannter Wägeeinrichtungen bei der Erfindung nicht mehr erforderlich.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß jedes Schwenkelement im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsachse die Schwenkachse bildet und daß nahe seinen Enden an den Längsseiten Aufhängeelemente befestigt sind, die mit der Gewichtsauflage bzw. mit einem festen Punkt verbunden sind und ausgehend von ihrer Befestigung am Schwenkelement in unterschiedlichen, vorzugsweise in zueinander entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

Durch die stabförmige Ausbildung der Schwenkelemente und durch das Zusammenfallen ihrer Schwenkachse mit der Längsachse ergeben sich bei Einwirkung von Kräften über die Aufhängeelemente Drehungen bzw. Verkantungen der Schwenkelemente, die so minimal sind, daß sie für das menschliche Auge praktisch nicht wahrnehmbar sind. Auch hierdurch werden besondere Lagerungen überflüssig, wie sie bei Elementen bekannter Wtgeeinrichtungen im Hinblick auf gröwöre Drehwinkel erforderlich sind

Wegen dieser geringfügigen Drehungen können die Aufhängeelemente fest und nicht etwa gelenkig mit den Schwenkelementen Verbunden sein. Wenn die Aufhängeelemente dann bandförmig ausgebildet sind, so wird dadurch eine Verdrehung bzw. Verkantung der Längsachse der Schwenkelemente vermiedea

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die festen Punkte durch einen Vorrichtungsrahmen gebildet sind, an dessen beiden einander gegenüberliegenden Seitenteilen die Schwenkelemente jeweils mit zwei Aufhängeelementen gehalten sind, und wenn die Gewichtsauflage an ihrer Unterseite in einem dem gegenseitigen Abstand der Schwenkelemente etwa entsprechenden Abstand zwei Befestigungen zur Aufhängung an den nicht mit dem Vorrichtungsrahmen verbundenen Aufhängeelementen aufweist

Diese Konstruktion besteht also im wesentlichen aus drei Komponenten, nämlich dem ^l· wrrichtungsrahmen, der an ihm aufgehängten, mit dem Balken verbundenen Schwenkvorrichtung und der mit dieser wiederum verbundenen Gewichtsauflage. Da der Abstand der festen Punkte an der Gewichtsauflage etwa dem gegenseitigen Abstand der Schwenkelemente entspricht erfolgt eine praktisch senkrechte Kraftübertragung von der Gewichtsauflage auf die Schwenkelemente, wodurch Querbewegungen der Gewichtsauflage infolge des damit erzeugten stabilen Gleichgewichtszustandes weitgehend reduziert werden.

Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Gewichtsauflage ergibt sich, wenn zwischen dem Vorrichtungsrahmen und der Gewichtsauflage Dämpfungselemente zur Dämpfung einer Bewegung der Gewichtsauflage quer zu den Schwenkachsen vorgesehen sind. Diese Dämpfungselemente können vorteilhaft bandförmige Verbindungen sein, die an ihren Mitten mit dem Vorrichtungsrahmen und an ihren Enden nut der Gewichtsauflage verbunden sind. Somit ist dann trotzdem noch eine Bewegung der Gewichtsauflage in senkrechter Richtung möglich, obwohl die Gewichtsauflage gegen eine Bewegung quer zu den Schwenkachsen gesperrt ist

Die Gewichtsauflage kann auch über quer zu den Schwenkachsen angeordnete Hebelarme mit den Schwenkelementen verbunden sein. Hierdurch ist es möglich, die Meßempfindlichkeit der Wägevorrichtung wesentlich zu erhöhen, denn die Einwirkung der durch das jeweils aufliegende Gewicht erzeugten Kraft auf das jeweilige Schwenkelement erfolgt dann jeweils über einen Hebelarm, der größere Drehmomente erzeugt als es bei praktisch senkrechter Verbindung zwischen der Ge^- /i.:htsauflage und den Schwenkelementen möglich wäre. Auch die über die Hebelarme verlaufende Verbindung zu dt η Schwenkelementen kann insgesamt starr ausgeführt sein, da die Schwenkelemente selbst nur minimale Verdrehungen bzw. Verkantungen erfahren, auch wenn die Hebelarme an ihren mit dar Gewichtsauflage verbundenen Enden über relativ große Wege bewegt werden. Die Schwenkelemente sind hierbei also gleichfalls jeweils mit der Gewichtsauflage so verbunden, daß eine Gewichtseinwirkung an jeder Schwenkachse ein Drehmoment erzeugt das zu dem an der anderen Schwenkachse erzeugten Drehmoment entgegengesetzt gerichtet ist Hierbei bildet der jeweilige Hebelarm ein Aufhängeelement das nicht senkrecht zur Gewichtsauflage, sondern etwa parallel

zu dieser verlaufen kann.

Besonders vorteilhaft kann die zuletzt beschriebene Ausführungsform der Erfindung so getroffen sein, daß ein separat bewegbarer Abschnitt der Gewichtsauflage Ober die Hebelarme mit den Schwenkelementen verbunden ist, während die Gewichtsauflage im übrigen direkt auf die Schwenkelemente einwirkt Hierdurch ergibt sich eine zweiteilige Wägevorrichtung, die das Wiegen von Gegenständen in unterschiedlichen Gewichtsbereichen ermöglicht Mit dem separat bewegbaren Abschnitt der Gewichtsauflage können vergleichsweise leichte Gegenstände, mit dem übrigen Teil der Gewichtsauflage schwerere Gegenstände gewogen werden, wobei das in beiden Gewichtsbereichen am Balken erzeugte Biegemoment ein und dieselbe Größenordnung hat

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

r —

rig.

cmc (jci^ciiiiTiaviK. ί>ιιιαιιίιι₍ v-iHcr wäge

vorrichtung nach der Erfindung mit zugehöriger digitaler Anzeigevorrichtung,

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

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung des inneren Aufbaus der Wägevorrichtung nach F i g. 1,

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

Fig.5 eine Briickenschaltung zur Auswertung der Biegebeanspruchung des Balkens der in F i g. 1 bis 4 gezeigten Wägevorrichtung,

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

F i g. 7 die perspektivische Darstellung einer Wägevorrichtung mit geteilter Gewichtsauflage,

F i g. 8 die perspektivische Darstellung des Innenaufbaus der in F i g. 7 gezeigten Wägevorrichtung und

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

In Fig. 1 ist eine Wägevorrichtung 10 für aligemeine 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 F i g. 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 F i g. 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 226 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 146 und Seitenschienen 14c abgeschlossen, diese Elemente sind untereinander durch Schrauben, Schweißung oder andere Mittel verbunden. Die Längsschienen 22a und 226 bilden flache

ίο horizontale Flachen, die die Innenfläche der Gewichtsauflage 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 F i g. 2 und 3 nur

is 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 !Π derselbe" F.hene wie die oberen Flächen der Längsschienen 22a und 226, sie dient also gleichfalls als Auflagefläche für die Gewichtsauflage 12.

Zwischen der Gewichtsauflage 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 F \ g. 2 bis 4 dargestellt. Jedes Schwenkelement 26 ist mit Stahlbändern 28 und 32 aufgehängt, so daß die auf die Gewichtsauflage 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 286 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 286 an der Seitenschiene 14c sind Klemmelemente 30a und 3Oi vorgesehen (F i g. 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

so Aussparungen 36a und 366 für die Klemmelemente 30a und 306 vorgesehen. Zusätzlich sind Bänder 32a ur J 32£ 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 dei Außenfläche der Querschiene 24 befestigt sein können Obere KJemmelemente 34a und 346 sind zur Befestigung der Bänder 32a und 326 an dem Schwenkelement 26 vorgesehen, ein unteres Klemmelement 37, das in F i g. 3 und 4 dargestellt ist, befestigt die Bänder an dem

jeweiligen unteren Ende an der Querschiene 24. Wie au: F i g. 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 au« Federstahl besteht und ca. 4 cm breit ca, 9 cm lang und

es ca. 0,15 nun dick ist Alle diese Maße sind lediglich beispielsweise genannt und keinesfalls kritische Faktoren.
Die Anordnung der Bänder ist gemäß Fig.3 se

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 Querschiene 24 Obertragen, welche von der Grundplatte 14 einen Abstand hat. Diese Belastung zieht daher die Bander 32a und 326 nach unten. Da eine vertikale Reaktionskraft der Bänder 28a und 286 an den gegenüberliegenden Flächen entgegengesetzt gerichtet auftritt, bewirkt die Belastung eine Drehung des to Schwenkelements 26 bezüglich der Darstellung in F i g. 3 und 4 im Uhrzeigersinn. Da am rechten Ende der Wägevorrichtung 10 eine gegengleiche Anordnung vorgesehen ist, die in F i g. 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 Offnungen 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 F i g. 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 F i g. 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 «0 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 446 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 der Schwenkanordnung zu vermei- so den, die bei Berücksichtigung der Fig.3 und 4 tatsächlich zwischen der Gewichtsauflage 12 und der Grundplatte schwebt, um die Umsetzung der einwirkenden Belastung in Drehmomente zu ermöglichen.

Ausschnitte 38a und 386 in der Querschiene 24 bilden Raum für die Klemmelemente 34a und 346, in ähnlicher Weise ist eine Aussparung an jedem Ende des Schwenkelements 26 für die Klemmelemente 37 vorgesehen, wie es in F i g. 3 und 4 dargestellt ist Die Querschiene 24 ist so bearbeitet daß sie in ihrer Mitte eine Einbuchtung 44 hat, die in F i g. 3 dargestellt ist und die Durchführung des Balkens 40 ermöglicht In F i g. 3 und 4 sind ferner Polster bildende Abstandselemente zwischen den Klemmelementen und den Bändern dargestellt die nach Wunsch vorgesehen sein können.

Um die Empfindlichkeit der Wägevorrichtung zu erhöhen, ist die Mitte des Balkens 40 in der in F i g. 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 Flache 46 ist gemäß F i g. 5a zwei Widerstände SOa und 506, auf der unteren Fläche in praktisch derselben Anordnung zwei Widerstände SOc und 50dangeordnet In dieser Orientierung sprechen die Widerstände auf der Räche 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 Balkenenden erzeugten Drehmomente verursachte Biegebeanspruchung ausgewertet. Die vier Widerstände 50a, 506,50c und SOd sind vorzugsweise in einer Brückenschaltung gemäß Fig.5 angeordnet, in der die Kompressions- und die Dehnungswerte additiv zusammengefaßt sind. Eine Gleichstromquelle ist an zwei Brückenanschlüsse angeschaltet, die beiden anderen bilden die Ausgänge und sind mit der Anzeigevorrichtung in bereits beschriebener Weise verbunden, in F i g. 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 F i g. 1 bis 4 gezeigten Einrichtung ist aus der schematischen Darstellung nach F i g. 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, 326,58a und 586 nach unten gezogen werden. Der Anteil der Last, der auf jedes Band einwirkt 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 Fig. 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 Krafteinwirkung zu vermeiden.

In F i g. 7 bis 9 ist eine Wägevorrichtung mit geteilter Gewichtsauflage dargestellt, die mit ein und derselben Einrichtung das Wiegen von Gegenstanden in unterschiedlichen Gewichtsbereichen ermöglicht Diese Gewichtsbereiche können sich um eine Größenordnung unterscheiden, wobei die Wägevorrichtung ihre Empfindlichkeit und Genauigkeit behilL In Fig.7 ist ein Grundkörper 14 dargestellt, der dem bereits anhand der F i g. 1 bis 4 beschriebenen entspricht. Eine Gewichtsauflage 60 ähnlicher Konfiguration wie die bereits beschriebene ist vorgesehen, 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 Gewichtsauflage 60 entspricht. Diese günstige Änderung des Wägefaktors ist folgendermaßen verwirklicht: Die Gewichtsauflage 60 ist mit den Schwenkelementen 74 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 F i g. 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 j 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

ίο durch einen Balken mit !-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 zwar 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 F i g. 2 eine kleine Vibrationsvorrichtung 80 mechanisch mit der schwebend aufgehängten Meßanordnung der Wägevorrichtung 10 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. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Wägevorrichtung mit einer Gewichtsauflage, die bei Auflage eines zu wägenden Gegenstandes über eine mechanische Kopplung eine Kraftwirkung auf einen elastisch biegsamen Balken ausübt, der mit einer Anordnung zur Auswertung seiner Biegebeanspruchung als MaO für das Gewicht des Gegenstandes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (40) an seinen beiden Enden starr mit zwei Schwenkelementen (26) verbunden ist, deren Schwenkachsen quer zur Balkenlängsachse und parallel zueinander angeordnet sind und die an zwei gegenseitig beabstandeten Punkten mit der Gewichtsauflage (12) so verbunden sind, daß eine Gewichtseinwirkung an jeder Schwenkachse ein Drehmoment erzeugt, das zu dem an der anderen Schwenkachse erzeugten Drehmoment entgegengesetzt gerichtet ist

2. Wägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schwenkelement (26) im wesentlichen stabförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsachse die Schwenkachse bildet und daß nahe seinen Enden an den Längsseiten Aufhängeelemente (28,32) befestigt sind, die mit der Gewichtsauflage (12) bzw. mit einem festen Punkt (14) verbunden sind und ausgehend von ihrer Befestigung am Schwenkelement (26) in unterschiedlichen, vorzugsweise in zueinander entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

3. Wägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeelemente (28,32) bandförmig ausgebildet sind.

4. Wägevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bano:örmigen Aufhängeelemente (28, 32) die Schwenke'emente (26) mindestens teilweise umschlingen.

5. Wägevorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Punkte durch einen Vorrichtungsrahmen (14) gebildet sind, an dessen beiden einander gegenüberliegenden Seitenteilen (Uc) die Schwenkelemente (26) jeweils mit zwei Aufhängeelementen (28) gehalten sind und daß die Gewichtsauflage (12) an ihrer Unterseite in einem dem gegenseitigen Abstand der Schwenkelemente (26) etwa entsprechenden Abstand zwei Befestigungen (24) zur Aufhängung an den nicht mit dem Vorrichtungsrahmen (14) verbundenen Aufhängeelementen (32) aufweist.

6. Wägevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmige Gewichtsauflage (12) mit zwei Querschienen versehen ist, die die Befestigungen (24) bilden.

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 einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorrichtungsrahmen (14) und der Gewichtsauflage (12) Dämpfungselemente (44a, b) zur Dämpfung einer Bewegung der Gewichtsauflage (12) quer zu den Schwenkachsen vorgesehen sind.

9. Wägevorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (44a, b) bandförmige Verbindungen sind, die an ihren Mitten mit dem Vorrichtungsrahmen (14) und an ihren Enden mit der Gewichtsauflage (12) verbunden

sind«

10. Wägevorrichtung nach Anspruch!), dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (44a, ty an den Querschienen (24) mit der Gewichtsauflage (12) verbunden sind.

11. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsauflage (60) Ober quer zu den Schwenkachsen angeordnete Hebelarme (68, 70) mit den Schwenkelementen (74,76) verbunden ist

12. Wägevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein separat bewegbarer Abschnitt (62) der Gewichtsauflage (60) über die Hebelarme (68,70) mit den Schwenkelementen (74, 76) verbunden ist, während die Gewichtsauflage (60) im übrigen direkt auf die Schwenkelemente (74,76) einwirkt

13. Wägevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß eine Vorrichtung (80) zur Vibrationsbewegung der Schwenkelemente (26; 74,76) vorgesehen ist