DE4401923A1 - Energieversorgungssystem für Waagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für Waagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der allgemeine Trend bei Haushaltswaagen jeglicher Art geht von den mechanischen Waagen weg zu mechanisch/elektrischen Systemen oder sogar rein elektronischen Waagen. Dabei wird im Zuge der Umweltdiskussion die Energieversorgung über Batterien immer mehr zum Problem.

Eine umweltfreundliche Möglichkeit der Energieversorgung wurde in der DE 38 24 226 aufgezeigt. Hierbei wurden zur Energieversorgung Solarzellen genutzt. Nachteilig daran ist, daß derartige Waagen nur an Orten mit ausreichender Helligkeit genutzt werden können. In aller Regel ist es auch erforderlich, um Phasen geringer Helligkeit zu überbrücken, diese Energieversorgungssysteme zusätzlich mit einer Batterie auszustatten. Schließlich sind Solarzellen nach wie vor vergleichsweise kostspielig, so daß dieses Energieversorgungssystem nur Waagen im höheren Preissegment vorbehalten bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Energieversorgungssystem für Haushaltswaagen zu schaffen, das gänzlich ohne Batterien herkömmlicher Art auskommt, das auch in wenig beleuchteten Räumen funktionsfähig bleibt und das inbesondere preiswert herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß aus der Erkenntnis, die potentielle Energie der zu wiegenden Person bzw. des zu wiegenden Gutes als Energiequelle für die an sich bekannten elektromechanischen und elektronischen Einheiten sowie für die ebenfalls bekannten Anzeigen zu nutzen.

Da hierbei vergleichsweise viel Energie zur Verfügung steht, ist die Auswahl der einsetzbaren Komponenten größer, da nicht primär auf den Energieverbrauch geachtet werden muß. Es sind weiter keine umweltbelastenden Batterien erforderlich noch sind die teuren Solarzellen notwendig.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

So bietet sich als besonders elegante Lösung die Nutzung eines Piezoelementes als Energie- und Meßwertwandler an. Piezoelemente geben bekanntlich auf Druck eine Spannung ab. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß sich diese Spannung entsprechend dem Druck auf das Piezoelement verändert. Diese Veränderung wird in der Reglereinheit verarbeitet und liefert den Wert für die Gewichtsanzeige. Gleichzeitig dient das Piezoelement als Energieversorgung für den elektrischen Energiespeicher. Als elektrischer Energiespeicher werden erfindungsgemäß die absolut umweltunschädlichen Kondensatoren eingesetzt. Da sich die modernen, elektronischen Systeme mit einem äußerst geringen Energiebedarf begnügen, sind bereits vergleichsweise kleine Kondensatoren zur Energiespeicherung ausreichend.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Blockschaltbilder weiter erläutert. Eine übliche Haushaltswaage setzt sich im wesentlichen aus einem feststehenden Grundkörper und einem gegen eine Feder beweglichen Gewichtaufnahmekörper zusammen. Die Beweglichkeit des Gewichtaufnahmekörper gegenüber dem Grundkörper ist über hinlänglich bekannte Führungsmittel gewährleistet.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform dargestellt. Mit 1 ist der Gewichtaufnahmekörper gekennzeichnet. Dieser ist federbelastet und beaufschlagt mit seiner Bewegung einen mechanischen Speicher 2. Dieser mechanische Speicher ist in der Praxis durch eine Feder, Schwungscheibe oder ähnliches Element gebildet. Er hat die Aufgabe, die aus der kurzzeitigen Bewegung des Gewichtaufnahmekörpers resultierende Energie aufzunehmen und die Abgabe dieser Energie über einen längeren Zeitraum zu strecken. Diese Energie wird an den Energiewandler 3 abgegeben, der die mechanische Energie (kinetische Energie) in elektrische Energie umwandelt und an den elektrischen Speicher 4 abgibt. Der Energiewandler ist zusätzlich direkt mit der Regeleinheit 5 verbunden und liefert so für den unmittelbaren Wiegevorgang die notwendige elektrische Energie.

Der Gewichtaufnahmekörper 1 überträgt seine Bewegung auf einen Meßwertwandler 6, der den durch den Gewichtaufnahmekörper ausgeübten Druck in ein entsprechendes Signal umwandelt, das in der Regeleinheit 5 für die Anzeige 7 aufgearbeitet wird. Als Energiewandler 3 bietet sich für diesen Aufbau ein Dynamo an.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beaufschlagt der Gewichtaufnahmekörper1direkt einen Energiewandler 3′, der wiederum mit einem elektrischen Speicher 4 und einer Regeleinheit 5 verbunden ist. Der Meßwertwandler 6 und die Anzeige 7 entsprechen der Ausführung gemäß Fig. 1. Als Energiewandler 3′ ist bei dieser Ausführungsform ein Piezoelement vorgesehen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beaufschlagt der Gewichtaufnahmekörper einen Energiewandler 36. Dieser Energiewandler ist wiederum ein Piezoelement, das aber gleichzeitig als Meßwertwandler dient. Die Erfindung macht sich hier die Eigenschaft der Piezoelemente zunutze, die abhängig vom Druck eine sich verändernde Spannung abgeben. Diese sich mit dem Gewicht verändernde Spannung wird in der Regeleinheit 5 verarbeitet und der Anzeige 7 zugeführt. Mit 4 ist wieder der elektrische Speicher gekennzeichnet.

Claims (8)

1. Energieversorgungssystem für Waagen mit einem feststehenden Grundkörper und einem zur Erfassung des zu messenden Gewichts gegen eine Rückstellfeder beweglichen Gewichtaufnahmekörper sowie einer elektrische Leistung abgebende Einheit zur Versorgung einer Wandler- und Anzeigeeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leistung durch Umwandlung der potentiellen Energie des zu wiegenden Gegenstandes über einen Generator (Energiewandler) in elektrische Energie, wobei der Gewichtaufnahmekörper (1) über seine Bewegung den Energiewandler 3, 3′, 36 (Generator) unter Zwischen­ und/oder Nachschaltung eines Energiespeichers beaufschlagt, erzeugt ist.

2. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiewandler ein Dynamo (3) vorgesehen ist, und daß dem Dynamo ein mechanischer Energiespeicher (3) vorgeschaltet ist. (Fig. 1)

3. Energieversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Energiespeicher (2) als Federspeicher oder Schwungradspeicher ausgebildet ist.

4. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Energiewandler (3, 3′, 36) ein elektrischer Energiespeicher (4) nachgeschaltet ist.

5. Energieversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energiespeicher (4) als Kondensator ausgebildet ist.

6. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiewandler ein Piezoelement (3′) mit nachgeschaltetem elektrischen Energiespeicher (4) vorgesehen ist.

7. Energieversorgungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement gleichzeitig als Meßwandler (36) ausgebildet ist. (Fig. 3)

8. Energieversorgungssystem nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Piezoelemente vorgesehen sind, wobei ein erstes als Energiewandler (3′) und ein zweites als Meßwandler (6) ausgebildet ist.