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Eine Vorrichtung eingangs genannter Art, die z. B. aus
der
US-PS 38 53 546 bekannt ist, ermöglicht eine solche überschlägige Gewichtsbestimmung,
jedoch mit einem vergleichsweise hohen Aufwand. Ein flaches Element aus biegsamem
Material hat zwei symmetrisch zu einer Faltungslinie angeordnete Schenkel. Diese
müssen durch Faltung aufeinanderliegend angeordnet werden.
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Dann wird an dem einen Schenkel eine Traglast befestigt und der andere
Schenkel an einer Unterstützung aufgehängt. Durch die dabei einwirkenden Kräfte
werden die Schenkel auseinandergebogen, so daß der Abstand ihrer freien Enden dann
ein Maß für das Gewicht der Traglast ist, das durch relativ umständlichen Vergleich
mit einem an der Biegelinie vorgesehenen Maßstab festgelegt werden kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, mit einer noch einfacheren und billigeren
Vorrichtung eine schnellere Bestimmung von Zugkräften, insbesondere von Gewichten,
zu ermöglichen, ohne daß hierzu eine besondere Vorbereitung der Vorrichtung erforderlich
ist. Hierzu soll insbesondere die Art der Auswertung erleichtert werden.
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Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung eingangs genannter Art erfindungsgemäß
derart gelöst, daß ein bandförmiger Dehnungskörper aus einem im wesentlichen ebenen
Kunststoff-Folienmaterial besteht und daß der Dehnungskörper einen flächigen Verformungsbereich
aufweist, der derartige Meßmuster trägt, daß durch Vergleich der bleibenden Verformung
des Verformungsbereichs mit mindestens einem, außerhalb des Verformungsbereichs
angeordneten Vergleichsmuster die Größe der Zugkraft zumindest abgeschätzt werden
kann.
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Mit Hilfe eines Kunststoff-Folienmaterials kann die Vorrichtung so
billig gefertigt werden, daß sie nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann.
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Wenn der Dehnungskörper bandförmig ausgebildet ist, so erfährt er
in seiner Längsrichtung bei Einwirkung einer Zugkraft eine Dehnung, die auch zu
einer Änderung seiner Oberfläche führt. Das Meßmuster erfährt eine Flächen- bzw.
Konturenänderung, die infolge der Anwendung des Prinzips der irreversiblen Verformung
nach der Einwirkung der Zugkraft durch Vergleich mit einer Normalfläche oder einem
Vergleichsmuster eine Bestimmung der Größe der Zugkraft ermöglicht. Bei einer Vorrichtung
nach der Erfindung handelt es sich also um einen flachen, kleinen Gegenstand, bei
dem das Meßmuster und das Vergleichsmuster in einer gemeinsamen Ebene liegen und
der wie eine Federwaage eingesetzt werden kann, jedoch nach einem anderen Prinzip
arbeitet. Es ist keine Ablesung z. B. während des Aufhängens eines Gewichts an der
Vorrichtung erforderlich, sondern die Auswertung erfolgt anschließend an die Zugbeanspruchung.
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Eine Vorrichtung nach der Erfindung hat besondere Vorteile für die
Gewichtsbestimmung im Reiseverkehr.
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Infolge der Ausbildung als flacher, folienartiger Gegenstand kann
sie in relativ großer Anzahl mitgeführt werden, ohne daß irgendwelche Unbequemlichkeiten
verursacht werden. Es ist auch möglich, Vorrichtungen nach der Erfindung z. B. in
Fahrscheinheften einzulegen, oder abreißbar einzufügen. Die Bestimmung des Gewichts
von Gepäckstücken ist an praktisch jedem Ort möglich, da eine Vorrichtung nach der
Erfindung stets mitgeführt werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn der
Dehnungskörper im Bereich seiner Enden verbreitert ist. Dies schafft einerseits
Platz für das Anbringen von Befestigungselementen an den
Enden des bandförmigen Dehnungskörpers,
andererseits wird der mittlere Bereich des Dehnungskörpers dadurch relativ zu seinen
Enden schmaler ausgeführt, wodurch sich die Verformung auf eine Dehnungszone im
mittleren Abschnitt des Dehnungskörpers konzentriert.
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Vorteilhaft weist der Dehnungskörper mindestens einen bis auf einen
Endbereich ausgestanzten Längsrandabschnitt auf.
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Dadurch ist es möglich, die Feststellung der Zugkraft bzw. des Gewichts
nach ihrer Einwirkung mit einem Element durchzuführen, das unmittelbar an der Vorrichtung
befestigt ist. Da der Längsrandabschnitt nicht über seine ganze Länge mit der Längskante
der Dehnungszone verbunden ist, wird er keiner Verformung ausgesetzt, so daß nach
dem Einwirken einer Zugkraft mit zwei unmittelbar nebeneinanderliegenden Teilen
des Dehnungskörpers ein Vergleich durchgeführt werden kann und eine Längenänderung
der Dehnungszone gegenüber dem Längsrandabschnitt auswertbar ist. Mit besonderem
Vorteil ist die Ausbildung dann derart getroffen, daß der Längsrandabschnitt mit
einem Vergleichsmuster versehen ist, das dem Verformungsbereich benachbart angeordnet
ist. Dieses Vergleichsmuster kann sehr einfach lediglich eine Vergleichsmarke sein,
die z. B. einer Skala innerhalb der Dehnungszone gegenübersteht, oder aber es kann
auch eine Skala auf dem Längsrandabschnitt vorgesehen sein, die einer Vergleichsmarke
an der Dehnungszone gegenübersteht.
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Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung
ist derart möglich, daß der Dehnungskörper symmetrisch zu seiner Längsmittellinie
parallele aufgedruckte oder eingestanzte Längslinien aufweist. Dadurch wird die
Vielseitigkeit des Einsatzes einer Vorrichtung nach der Erfindung noch erhöht, denn
es ist möglich, den Dehnungsabschnitt zwischen den beiden Enden des Dehnungskörpers
durch Entfernen von Randteilen schmaler zu machen, so daß dann eine vorgegebene
Dehnung mit geringeren Kräften erzeugt und somit der mögliche Meßbereich geändert
wird. Dabei kann auf mindestens einer Seite der Längsmittellinie der zwischen jeweils
zwei benachbarten Längslinien liegende Streifen mit einem Vergleichsmuster versehen
sein. Auch ist es möglich, solche Vergleichsmuster auf beiden Seiten der Längsmittellinie
vorzusehen und eventuell gegeneinander zu versetzen, wodurch die Meßgenauigkeit
erhöht wird.
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Es ist jedoch nicht nur die Auswertung der Zugkraft mit skalenartigen
Meßmustern möglich, sondern es kann auch insbesondere bei geringeren Anforderungen
an die Meßgenauigkeit eine Auswertung dadurch ermöglicht werden, daß der Verformungsbereich
ein Meßmuster in Form einer oder mehrerer regelmäßiger geometrischer Figuren enthält.
Wenn in der Dehnungszone beispielsweise ein Quadrat oder ein Kreis auf den streifenförmigen
Dehnungskörper aufgedruckt ist, so wird bei der Einwirkung der Zugkraft und der
damit verbundenen Verformung diese geometrische Figur verzerrt, so daß eine rautenförmige
bzw. eine ellipsenförmige Kontur entsteht Wenn diese Konturenänderung eine vorbestimmte
Form erreicht, so kann damit eine Aussage darüber getroffen werden, ob die diese
Verformung erzeugende Zugkraft oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Wertes
liegt. Entsprechende Vergleichsmuster können dort auf die Vorrichtung aufgedruckt
sein, wo praktisch keine Verformung erfolgt, also z. B. im Bereich mindestens eines
Endes des Dehnungskörpers.
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Es ist auch möglich, die genannten Meßmuster in der Dehnungszone
nicht durch Aufdrucken vorzusehen, sondern sie durch Ausstanzen anzubringen. Damit
ist dann gleichzeitig eine weitere Schwächung der Dehnungszone verbunden, so daß
die Vorrichtung zur Bestimmung relativ geringer Zugkräfte benutzt werden kann.
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Es ist auch möglich, eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einem
Verformungsbereich zu versehen, der eine Auswertung innerhalb der Datenverarbeitungstechnik
ermöglicht. Vorteilhaft ist die Vorrichtung hierzu derart ausgebildet, daß der Verformungsbereich
eine Oberflächenschicht aus einem magnetisierbaren Material aufweist. Wenn diese
Magnetspur z. B. in Längsrichtung des Dehnungskörpers in vorbestimmter Folge durch
Magnetisieren mit Informationselementen versehen ist, so kann nach einer Zugbeanspruchung
durch Auswerten der Magnetspur eine Längenänderung festgestellt werden, die eine
Aussage über die zuvor einwirkende Zugkraft ermöglicht.
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Entsprechend ist auch eine elektrische Auswertung möglich, wenn der
Verformungsbereich eine Oberflächenschicht aus einem elektrischen Widerstandsmaterial
aufweist.
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Von besonderem Vorteil ist bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten
der Erfindung, daß eine irreversible Formänderung zur Bestimmung von Zugkräften
ausgenutzt wird. Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt dadurch zwar eine nur
einmalige Anwendung, jedoch bleibt der einmal festgestellte Wert mit einem praktisch
zweidimensionalen Element erhalten. Somit ist es denkbar, eine Vorrichtung nach
der Erfindung auch z. B. als Anhänger für Gepäckstücke auszubilden, der während
der Beförderung am Gepäckstück verbleibt und somit eine laufende Kontrolle eines
einmal festgestellten Gewichts ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der
Figuren beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine einfache Vorrichtung, die zum Einsatz
bei der Gewichtsbestimmung von Gepäckstücken bestimmt ist, F i g. 2 den Einsatz
der Vorrichtung nach F i g. 1 bei der manuellen Gewichtsbestimmung, F i g. 3 eine
Vorrichtung mit Längsrandabschnitten, die nur an vorgegebenen Stellen mit dem eigentlichen
Dehnungskörper verbunden sind, F i g. 4 eine vergrößerte Teildarstellung der Vorrichtung
nach F i g. 3 nach erfolgter Dehnung, F i g. 5 und 6 Vorrichtungen zur Gewichtsbestimmung
mit veränderbaren Meßbereichen und F i g. 7 eine Skalenanordnung für die in F i
g. 5 und 6 gezeigten Vorrichtungen.
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In Fig.1 ist ein Dehnungskörper 1 dargestellt, mit dem schnell und
einfach das Gewicht z.B. von Gepäckstücken bestimmt werden kann. Es handelt sich
dabei um einen bandförmigen Körper aus Kunststoff-Folienmaterial, vorzugsweise Polyäthylenterephthalat,
der an seinem oberen Ende 2 und an seinem unteren Ende 3 gegenüber dem mittleren
Abschnitt 4 verbreitert ist. Am oberen Ende 2 ist ein Griffloch 5 vorgesehen, mit
dem der Dehnungskörper 1 an einem festen Punkt aufgehängt bzw., wie in Fig.2 dargestellt,
mit dem Finger angehoben werden kann, wenn am unteren Ende 3 ein zu wiegender Gegenstand
befestigt ist. Hierzu ist das untere Ende 3 mit einem ausgestanzten Schlitz 6 versehen,
durch den das obere Ende 2 hindurchgesteckt werden kann, nachdem der Dehnungskörper
z. B. um
den Handgriff eines Koffers (F i g.2) herumgelegt wurde.
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Im mittleren Teil 4 des Dehnungskörpers 1, der die eigentliche Dehnungszone
bildet, sind rautenförmige Meßmuster 7 auf den bandförmigen Dehnungskörper 1 aufgedruckt.
Ferner sind zwei Endmarkierungen 8 und 9 vorgesehen, die zur Auswertung einer Längenänderung
des mittleren Teils 4 dienen. Der untere Teil 3 des Dehnungskörpers 1 trägt auf
einem Feld 10 drei Vergleichsmuster, von denen die beiden äußeren rautenförmig sind
und das mittlere Quadratform hat.
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Nahe dem unteren Rand des unteren Teils 3 ist ferner ein Vergleichsmaßstab
11 vorgesehen.
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Wenn der in F i g. 1 gezeigte Dehnungskörper 1 gemäß F i g. 2 z.
B. an einem Koffer 12 in beschriebener Weise befestigt wird, so kann er mit dem
an ihm anhängenden Koffer 12 angehoben werden, wozu z. B.
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ein Finger durch das Griffloch 5 geführt wird. Beim Anheben erfährt
der Dehnungskörper 1 in seinem mittleren Teil 4 eine Dehnung, deren Betrag von der
Größe des Gewichts des Koffers 12 abhängt. Der Koffer 12 kann dann wieder abgesetzt
und der Dehnungskörper 1 von seinem Griff entfernt werden. Es ist nun eine Verformung
des in F i g. 1 gezeigten Meßmusters 7 bzw. eine Längenänderung zwischen den Markierungen
8 und 9 festzustellen. Eine Auswertung des Betrages der Verformung erfolgt durch
Vergleich mit den Vergleichsmustern in dem Feld 10 oder durch Anlegen des Maßstabes
11 an die beiden Grenzmarkierungen 8 und 9, was im Hinblick auf die Verwendung eines
Folienmaterials für den Dehnungskörper 1 möglich ist. Ebenso ist es jedoch auch
möglich, den am unteren Teil 3 vorgesehenen Maßstab 11 abzuschneiden und an die
Grenzmarkierungen 8 und 9 anzulegen.
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Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der bandförmige
Dehnungskörper 30 hat im wesentlichen Rechteckform und ist an seinem oberen Ende
mit drei Grifflöchern 31 und an seinem unteren Ende mit einem ausgestanzten Schlitz
32 versehen. Im mittleren Teil, d. h. in der Verformungszone, ist ein ellipsenförmiges
Meßmuster 33 aufgedruckt oder durch Ausstanzen eingebracht. Ferner sind zwei Randstreifenteile
34 und 35 vorgesehen, die mit dem eigentlichen Dehnungskörper 30 nur an ihren einen
Enden verbunden sind und bei 36 bzw. 37 mit ihren anderen Enden am Dehnungskörper
30 angeheftet sein können.
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Über dem Schlitz 32 sind ferner Vergleichsmuster 38 aufgedruckt.
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Bei Zugbeanspruchung des in F i g. 3 gezeigten Dehnungskörpers 30
wird der mittlere Teil mit dem Meßmuster 33 gedehnt, während die Randstreifenteile
34 und 35 bei 36 und 37 vom Dehnungskörper 30 abreißen und nicht mitgedehnt werden.
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Sie ermöglichen somit in sehr einfacher Weise nach der Dehnung des
mittleren Teils eine Ablesung der die Dehnung erzeugenden Zugkraft. Hierzu können
als Vergleichsmuster Markierungen 39 und 40 z. B. auf dem linken Teil des Dehnungskörpers
30 vorgesehen sein.
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Bei der Markierung 39 handelt es sich um eine Vergleichsmarke, die
bei der Dehnung des Dehnungskörpers 30 mehr oder weniger weit längs einer Skala
40 nach unten versetzt wird, die auf den Dehnungskörper 30 der Markierung 39 gegenüberstehend
aufgedruckt ist. Ebenso ist es auch möglich, die Skala 40 auf den Randstreifenteil
und die Markierung 39 auf den Dehnungskörper 30 aufzudrucken.
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F i g. 4 zeigt einen Teil des in F i g. 3 dargestellten Dehnungskörpers
30 nach erfolgter Dehnung. Der
Randstreifenteil 34 ist infolge der
Dehnung des mittleren Dehnungskörpers 30 gegenüber dem linken Rand mit der Skala
40 nach unten versetzt und zeigt an der Skala 40 einen bestimmten Gewichtswert an.
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Die Meßmuster 33 und die Vergleichsmuster 38 können in der in F i
g. 3 gezeigten Vorrichtung wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung
zusätzlich zu einer Skalenanzeige oder aber auch allein vorgesehen sein, was vom
jeweiligen Anwendungszweck der Vorrichtung abhängt.
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Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Meßbereich
geändert werden kann. Hierzu sind auf den Dehnungskörper 50 im mittleren Bereich
in Längsrichtung Linien 51 und 52 aufgedruckt, die parallel zueinander liegen und
längs denen das Randmaterial des Dehnungskörpers 50 abgeschnitten werden kann, wodurch
die Dehnungszone schmaler wird. Je schmaler die Dehnungszone ist, um so größer ist
die unter Einwirkung einer vorbestimmten Zugkraft erzeugte Dehnung, so daß es möglich
wird, einen in dieser Art bedruckten Dehnungskörper 50 innerhalb unterschiedlicher
Gewichtsbereiche einzusetzen. Hierzu müssen lediglich von beiden Seiten her Streifen
längs der Linien 51 bzw. 52 abgeschnitten werden. Wenn die verbleiben-
den Ränder
mit einer Skalenmarkierung versehen sind, wie sie beispielsweise bei 53 gezeigt
ist, so dient die jeweils außen liegende Skala zur Gewichtsbestimmung.
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F i g. 6 zeigt eine Vorrichtung, bei der gleichfalls eine Änderung
des Meßbereichs möglich ist, hierzu sind an den Dehnungskörper 60 eingestanzte Linien
61 bzw. 62 vorgesehen. Außerdem sind gestrichelte Linien bei 63 und 64 aufgedruckt,
längs denen in einfacher Weise ein Einschnitt vorzunehmen ist, um bestimmte Randstreifenabschnitte
unwirksam zu machen. Dadurch entsteht dann ein Auswerteprinzip ähnlich wie bei der
Vorrichtung nach F i g. 3 und 4.
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F i g. 7 zeigt schließlich eine mögliche Skalenanordnung für die
in F i g. 5 und 6 gezeigten Vorrichtungen. Es ist zu erkennen, daß mehrere Skalen
nebeneinanderliegend mit unterschiedlichen Maßstäben vorgesehen sind.
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Ist beispielsweise der rechte Teil des in Fig. 5 bzw. 6 gezeigten
Dehnungskörpers 50 bzw. 60 mit einer solchen Skalenanordnung versehen, so gilt für
den am weitesten rechts außen liegenden Streifen ein Meßbereich zwischen relativ
großen Kraft- bzw. Gewichtswerten und für den am weitesten linken Streifen ein Meßbereich
mit relativ kleinen Kraft- bzw. Gewichtswerten.