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Waage zum Wiegen von Personen oder Lasten
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Die Erfindung betrifft eine Waage zum Wiegen von Personen oder Lasten,
mit einem Oberteil und einem Unterteil, in welchem zwei zueinander parallel verlaufende,
elastische Träger angeordnet sind, die in ihren Mittelteilen im Unterteil eingespannt
sind und an ihren Enden zur Abstützung des Oberteiles Verbindungsglieder und an
ihren beidseitig der Einspannstelle liegenden Flächen Messelemente einer Wheatstone-Brücke
tragen, die bei Belastung der Waage ein resultierendes elektrisches Signal abgibt.
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Die bekannten Waagen, insbesondere Personenwaagen, sind so konstruiert,
dass zur Lagerung des Oberteiles auf dem Unterteil Schneidenlager angewandt werden.
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Diese Schneidenlager verursachen, dass der Oberteil bei Belastung
der Waage wackelt. Wenn aber ein Gewicht auf den Rand der mit Oberteil verbundenen
Wiegeplattform aufgelegt wird, kann der obere Teil kippen.
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Bei der elektromechanischen Waage nach der DE-OS 25 56 533 stützt
sich der Oberteil der Waage auf dem Unterteil über Verbindungsglieder ab, die an
Enden von zwei im Unterteil eingespannten Trägern angeordnet sind.
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Die Verbindungsglieder bestehen hier aus einer Schraube, die in ihrem
Kopf eine Rille besitzt, und einem Federstahlplättchen, das mit einem Endteil, der
eine U-förmige Aussparung aufweist, in die Rille der Schraube rittlings eingreift.
Der andere Teil des Federstahlplättchens ist am Oberteil der Waage befestigt. An
jedem Träger sind Messelemente angelegt, die bei Belastung der Waage wegen Durchbiegung
der Träger auf Zug bzw. auf Druck beansprucht sind. Die Messelemente bilden eine
Wheatstone-Brücke, die ein resultierendes
Signal abgibt, das ablesbar
gemacht wird.
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Obwohl durch solche Verbindungsglieder das Wackeln des Oberteiles
bei Belastung der Waage vermieden wird, besteht noch immer der Nachteil, dass nämlich
solche Verbindungsglieder nicht auf Zug belastbar sind. Durch das auf die Schraube
aufgesteckte Stahlplättchen wird auch keine stabile Verbindung des Oberteiles mit
dem Unterteil der Waage erzielt. Wenn ein Gewicht auf den Rand der Wiegeplattform
aufgelegt wird, werden die gegenüberliegenden Federplättchen aus der Rille der Schraube
etwas hinaufrutschen, was Messfehler und somit ungenaue Anzeigewerte zur Folge hat.
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Die Wiegeplattform kann durch ein auf den Rand derselben aufgelegtes
Gewicht sogar teilweise zum Kippen gebracht werden, wenn das Federplättchen aus
der Rille der Schraube weiter hinaufgezogen wird. Die Stahlplättchen haben weiter
den Nachteil, dass sie nur in einer Richtung reibungsfrei nachgiebig sind. In der
anderen Richtung entsteht in der Rille der Verstellschraube Reibung, was wiederum
die Genauigkeit der Anzeigewerte nachteilig beeinflusst.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Waage zum Wiegen von Personen
oder Lasten zu schaffen, deren Oberteil mit dem Unterteil stabil verbunden ist.
Eine solche stabile Verbindung soll aber auch in allen Richtungen reibungsfrei arbeiten.
Durch eine solche Verbindung soll bei Belastung der Waage das Wackeln oder sogar
das Kippen des Oberteiles mit der Wiegeplattform vermieden werden. Des weiteren
sollen bei Belastung der Waage die von den vier Messelementen abgegebenen elektrischen
Signale durch einfache mechanische Mittel abgeglichen werden. Es sollen weiter Messfehler
vermieden werden, wenn ein Gewicht auf eine beliebige Stelle an der Wiegeplattform
gestellt wird. Die Konstruktion der
Waage soll einfach sein mit
einer möglichst kleinsten Anzahl an Bestandteilen.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss bei der eingangs erwähnten
Waage auf solche Weise gelöst, dass die Verbindungsglieder Stifte umfassen, die
im Oberteil und in den Trägern eingepresst und auf Zug belastbar sind, und dass
sich jeder elastische Träger auf dem Unterteil über jeweils ein beidseitig der Einspannstelle
angeordnetes federndes Mittel abstützt, das quer zum Träger in einem Uebertragungshebel
verschiebbar ist.
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Mit Vorteil umfassen die Verbindungsglieder weiter an den Trägern
abnehmbar befestigte erste Lagerstücke, in welchen die eiiien Enden der Stifte eingepresst
sind, wobei jedes erste Lagerstück eine in seiner Längsachse verlaufende, gegen
den Oberteil mündende, sich in Richtung zu ihrer Mündung erweiternde Bohrung aufweist,
die es erlaubt, dass der in dem ersten Lagerstück nicht eingepresste Stiftteil seitlich
beschränkt ausschwenken kann, und wobei die anderen Enden der Stifte in zweiten
Lagerstücken eingepresst sind, die am Oberteil abnehmbar befestigt sind.
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Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand einer Zeichnung
beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teilschnitt einer Waage zum
Wiegen von Personen oder Lasten, Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Waage
nach der Fig. 1, teilweise aufgebrochen und Fig. 3 eine schematische Ansicht eines
Uebertragungshebels.
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Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Waage zum Wiegen
von Personen oder Lasten aus einem
Oberteil 1 und einem Unterteil
2. Sowohl der Oberteil 1 als auch der Unterteil 2 sind je aus einem Gussstück hergestellt.
Der Oberteil 1 ist auf der Aussenseite mit einer Wiegeplattform 14 versehen, die
aus Nadelfilz, Teppich oder Gummimatte besteht. Die Wiegeplattform 14 nach der Fig.
1 besteht aus Nadelfilz und ist auf der äusseren Fläche des Oberteiles 1 aufgeklebt.
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Im unteren Teil 2, wie insbesondere aus der Fig.
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2 zu entnehmen ist, sind zwei zueinander parallel verlaufende elastische
Träger 3 angeordnet, die aus im Querschnitt rechteckigen Stahlstäben bestehen und
in ihren Mittelteilen im unteren Teil 2 eingespannt sind.
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Die Einspannstelle 6 ist einerseits durch einen nach innen gebogenen
Abschnitt 2' des Unterteiles 2 und andererseits durch Briden 11 gebildet. Der nach
innen gebogene Abschnitt 2' sowie die Briden 11 liegen auf der unteren bzw. oberen
Fläche der Träger 3 auf; der gebogene Abschnitt 2' und die Briden 11 sind miteinander
durch Bolzen 12 und muttern 13 verbunden. Somit sind die beiden mit Abstand voneinanaer
liegenden Träger 3 in ihrer Mitte am Unterteil 2 fest verankert, wobei ihre Endteile
federnd nach oben und nach unten schwenken können. Auf der Aussenfläche des Unterteiles
2 sind mindestens drei Füsse 15 aus Gummi angebracht.
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Zur Abstützung des Oberteiles 1 sind an den Enden der beiden Träger
3 Verbindungsglieder vorgesehen, deren jedes einen Stift 5 aus rostfreiem Federstahl
und ein Lagerstück 7 umfasst. Jeder Stift 5 ist mit seinem einen Ende im Lagerstück
7 eingepresst. Das Lagerstück 7 weist eine in seiner Längsachse verlaufende, gegen
den Oberteil 1 mündende Bohrung 9 auf, die sich in Richtung zu ihrer Mündung erweitert.
Somit entsteht im Lagerstück 7 ein seitlicher Anschlag,
durch welchen
die seitliche Ausschwenkung des im Lagerstück 7 nicht eingepressten Stiftteiles
seitlich beschränkt ist. Das in das entsprechende Loch am Ende jedes Trägers 3 eingesetzte
Lagerstück 7 ist am Träger 3 mittels einer Mutter 16 festgehalten.
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Das andere Ende jedes Stiftes 5 ist ebenfalls in einem Lagerstück
10 eingepresst, das in einer Versenkung einer Ecke des Oberteiles 1 mittels einer
Schlitzmutter 17 festgehalten ist. Die vier Lagerstücke 10 des Oberteiles 1 liegen
genau gegenüber den an den Trägern 3 festgehaltenen Lagerstücken 7. Durch die in
die Lagerstücke 7 und 10 eingepressten Stifte 5 wird eine stabile Verbindung des
Oberteiles 1 mit dem Unterteil 2 der Waage erreicht. Der Stift 5 stellt ein elastisches,
reibungsfreies und doch steifes Gelenk dar, durch welches der Oberteil 1 direkt
abgestützt und mit dem Unterteil 2 verbunden ist. Die Stifte 5 sind auf Zug belastbar,
so dass kein Wickeln oder Kippen des Oberteiles 1 mit der an ihr. vorgesehenen i.iegeplattform
14 möglich ist.
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An beiden Trägern 3 beidseitig der Einspannstelle 6 ist jeweils ein
Messelement 4 angebracht. An einem der Träger 3 liegt das eine Element einmal auf
der Oberfläche und zum anderen Mal auf der Unterfläche desselben; die Messelemente
4 auf dem anderen Träger 3 sind versetzt angeordnet. Die einen Messelemente werden
bei Belastung der Waage auf Druck, die versetzten auf Zug beansprucht. Die flachen
Messelemente 4 bilden eine Wheatstone-Brücke, die bei Belastung der Waage ein resultierendes
elektrisches Signal abgibt, das lesbar gemacht werden kann. Die Wheatstone-Brücke
wird von einer nicht dargestellten Batterie über Kabeln 18 mit Strom gespeist (siehe
Fig. 2).
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Jeder elastische Träger 3 stützt sich auf dem
Unterteil
2 über jeweils eine beidseitig der Einspannstelle 6 angeordnete Schraubenfeder 8
ab. Diese Schraubenfeder 8 ist in einem Uebertragungshebel 19, der am Träger 3 befestigt
ist, zu dem Träger quer verschiebbar. Beim Eichen der Waage sollen bei Eckenbelastung
die vier Signale genau gleich gross sein. Um dies zu erreichen, werden alle vier
Schraubenfedern 8 so lange verschoben, bis die von den esselementen 4 abgegebenen
Signale abgeglichen sind. Die Abgleichung wird somit auf mechanische Weise erreicht.
An Stelle der Schraubenfedern können Blattfedern oder andere Federn verwendet werden.
Der Uebertragungshebel 19 ist ein abgewinkeltes, gehärtetes Sta:ilblech mit senkrecht
zu seiner Ebene verlaufenden Seitenwänden 20 zum Führen der Schraubenfeder 8.
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Durch die oben beschriebenen Maßnahmen wird eine stabile Verbindung
zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Waage erreicht. Somit wird das lacken
bzw. Kippen des Oberteiles der Waage verhindert. Um die Deformierung der Stifte
durch Seitenkräfte zu verhindern, ist der seitliche Anschlag in den Lagerstücken
der Träger vorgesehen. Die Stifte 5 können relativ hoch auf Zug belastet werden.
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Die elektrischen Signale der an den Trägern angelegten Messelemente
werden durch die Verschiebung der Schraubenfedern mechanisch abgeglichen. Durch
die richtige Einstellung der Schraubenfedern werden bei Eckbelastung von den entsprechenden
Messelementen gleich grosse elektrische Signale abgegeben, so dass der elektronische
Teil der Waage einfacher gestaltet sein und betriebssicherer werden kann. Die einmal
eingestellten Schraubenfedern sind temperaturstabil. Das resultierende elektrische
Signal der Wheatstonschen Brücke entspricht
dann genau der Summe
der in den Trägern erzeugten Biegebeanspruchung als Anzeige des auf die Wiegeplattform
aufgestellten Gesamtgewichtes.
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